Redis全面使用手册：从入门到精通

1. Redis简介

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的、基于内存的数据结构存储系统，可用作数据库、缓存和消息中间件。它支持多种数据结构，包括字符串（Strings）、哈希（Hashes）、列表（Lists）、集合（Sets）、有序集合（Sorted Sets）等，并提供了丰富的操作命令。

Redis的主要特点包括：

• 高性能：基于内存操作，读写速度极快。
• 持久化：支持RDB和AOF两种持久化方式，确保数据安全。
• 分布式：支持主从复制、哨兵模式和集群模式，适合大规模应用。
• 多功能：除了缓存，还可以用于会话管理、消息队列等场景。

2. Redis的安装与配置

2.1 安装Redis

Redis支持多种操作系统，包括Linux、macOS和Windows（通过WSL）。以下是在Linux上安装Redis的步骤：

# 下载Redis源码包
wget https://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz
# 解压
 tar xzf redis-6.2.6.tar.gz
# 编译安装
cd redis-6.2.6
make
# 启动Redis服务器
src/redis-server

2.2 配置Redis

Redis的配置文件通常位于redis.conf，以下是一些重要的配置项：

• bind：指定Redis监听的IP地址，默认是127.0.0.1，如需远程访问可以设置为0.0.0.0。
• port：Redis服务端口，默认是6379。
• requirepass：设置密码，增强安全性。
• maxmemory：设置Redis最大内存使用量，避免内存溢出。
• appendonly：开启AOF持久化。

3. Redis数据结构与常用命令

3.1 字符串（Strings）

字符串是Redis最基本的数据类型，可以存储文本、数字或二进制数据。常用命令：

• SET key value：设置键值对。
• GET key：获取键对应的值。
• INCR key：将键的值加1（原子操作）。
• EXPIRE key seconds：设置键的过期时间。

示例：

SET user:1 "Alice"
GET user:1  # 返回 "Alice"
INCR counter  # 计数器加1

3.2 哈希（Hashes）

哈希适合存储对象，可以将多个字段和值存储在一个键中。常用命令：

• HSET key field value：设置哈希字段的值。
• HGET key field：获取哈希字段的值。
• HGETALL key：获取哈希的所有字段和值。

示例：

HSET user:1000 name "Bob" age 30
HGET user:1000 name  # 返回 "Bob"

3.3 列表（Lists）

列表是一个有序的字符串集合，支持从头部或尾部插入和删除元素。常用命令：

• LPUSH key value：从列表头部插入元素。
• RPUSH key value：从列表尾部插入元素。
• LPOP key：从列表头部弹出元素。
• LRANGE key start stop：获取列表指定范围的元素。

示例：

LPUSH tasks "task1"
LPUSH tasks "task2"
LRANGE tasks 0 -1  # 返回 ["task2", "task1"]

3.4 集合（Sets）

集合是一个无序且唯一的字符串集合，适合存储不重复的数据。常用命令：

• SADD key member：向集合添加成员。
• SMEMBERS key：获取集合的所有成员。
• SINTER key1 key2：计算多个集合的交集。

示例：

SADD tags "redis" "database"
SMEMBERS tags  # 返回 ["redis", "database"]

3.5 有序集合（Sorted Sets）

有序集合类似于集合，但每个成员都有一个分数（score），用于排序。常用命令：

• ZADD key score member：向有序集合添加成员。
• ZRANGE key start stop：按分数升序获取成员。
• ZREVRANGE key start stop：按分数降序获取成员。

示例：

ZADD leaderboard 100 "Alice" 200 "Bob"
ZRANGE leaderboard 0 -1  # 返回 ["Alice", "Bob"]

4. Redis高级特性

4.1 持久化

Redis提供两种持久化方式：

1. RDB（快照）：定期将内存中的数据保存到磁盘。配置示例：

   save 900 1  # 900秒内至少1次修改时触发保存
   save 300 10 # 300秒内至少10次修改时触发保存

2. AOF（追加日志）：记录所有写操作命令，重启时重新执行。配置示例：

   appendonly yes
   appendfsync everysec  # 每秒同步一次

4.2 事务

Redis支持事务，通过MULTI、EXEC、DISCARD命令实现：

MULTI
SET key1 "value1"
SET key2 "value2"
EXEC  # 执行事务

4.3 发布订阅

Redis可以用作消息中间件，支持发布订阅模式：

# 订阅频道
SUBSCRIBE news
# 发布消息（另一个客户端）
PUBLISH news "Hello, Redis!"

4.4 Lua脚本

Redis支持通过Lua脚本执行复杂操作，保证原子性：

-- 示例：原子性计数器
local current = redis.call("GET", KEYS[1])
if current == false then
    current = 0
end
redis.call("SET", KEYS[1], current + 1)
return current + 1

5. Redis集群与高可用

5.1 主从复制

主从复制可以实现数据备份和读写分离：

1. 主节点：接收写操作。
2. 从节点：复制主节点数据，处理读操作。

配置示例（在从节点的redis.conf中）：

replicaof <masterip> <masterport>

5.2 哨兵模式

哨兵模式用于监控主从节点，实现自动故障转移：

1. 部署多个哨兵节点监控主节点。
2. 主节点故障时，哨兵选举新的主节点。

配置示例（sentinel.conf）：

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000

5.3 Redis集群

Redis集群支持数据分片和自动故障转移：

1. 将数据分散到多个节点。
2. 每个节点负责一部分哈希槽（共16384个）。

启动集群示例：

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 ...

6. Redis的最佳实践

6.1 内存优化

• 使用适当的数据结构（如哈希代替多个字符串）。
• 设置maxmemory和淘汰策略（如volatile-lru）。

6.2 性能调优

• 禁用持久化（仅缓存场景）。
• 使用管道（pipeline）减少网络开销。

6.3 安全性

• 设置密码（requirepass）。
• 禁用危险命令（如FLUSHALL）。

7. 总结

Redis是一个功能强大、性能优异的内存数据库，适用于缓存、会话管理、消息队列等多种场景。通过本文的介绍，您应该已经掌握了Redis的核心功能、高级特性和最佳实践。如需进一步学习，可以参考Redis官方文档（https://redis.io/documentation）。

希望这篇手册能帮助您更好地使用Redis！