Redis组件介绍(三)

写在前面

今天来继续学习 Redis。
Redis 持久化机制

快照 (Snapshot)

特点

快照持久化可以将某一时刻的所有数据写入硬盘，默认开启，保存为 .rdb 文件，也称为 RDB 持久化。

快照生成方式

客户端方式

• BGSAVE
  
  
  
  • 使用 BGSAVE 命令创建快照，Redis 会创建一个子进程进行写入，父进程继续处理命令请求。
    
  • 名词解释: fork 是创建子进程的操作，初期父子进程共享内存，直到写操作发生才会分开。
    
    
    
    
  
  
• SAVE
  
  
  
  • 使用 SAVE 命令创建快照，Redis 在快照创建期间会阻塞，不响应其他命令。
    
  • 注意: SAVE 命令会使 Redis 处于阻塞状态。
    
    
    
    
  
  

服务器配置自动触发

• 满足配置自动触发
  
  
  
  • 在 redis.conf 中设置 save 配置选项，Redis 会在满足条件时自动触发 BGSAVE。
    
  • 设置多个 save 选项时，任意条件满足均会触发 BGSAVE。
    
    
    
    
  
  
• 接收客户端 shutdown 指令
  
  
  
  • 执行 shutdown 指令时，Redis 会执行 SAVE 命令，然后关闭服务器。
    
  
  

配置生成快照名称和位置

• 修改生成快照名称
  
  
  
  • dbfilename dump.rdb
    
  
  
• 修改生成位置
  
  
  
  • dir ./
    
    
    
    
  
  

问题

快照可能导致数据丢失，尤其是在快照后有写操作而断电的情况下。
AOF 只追加日志文件

特点

将所有写命令记录到日志文件中，通过执行日志文件中的命令来恢复数据。

开启 AOF 持久化

在 redis.conf 中开启：

• appendonly yes
  
• appendfilename "appendonly.aof"
  
  
  
  

日志追加频率

• always 【谨慎使用】
  
  
  
  • 每个写命令都同步写入硬盘，降低 Redis 性能，SSD 用户应慎用。
    
  
  
• everysec 【推荐默认】
  
  
  
  • 每秒同步一次 AOF 文件，性能与无持久化时接近，最多丢失一秒数据。
    
  
  
• no 【不推荐】
  
  
  
  • 由操作系统决定同步时间，不会影响 Redis 性能，但可能丢失不定数量的数据。
    
  
  

修改同步频率

• 修改 appendfsync 为 everysec、always 或 no。
  
  
  
  

AOF 文件的重写

AOF 文件会变大，Redis 提供 AOF 重写机制来压缩文件。
触发重写方式

• 客户端方式触发
  
  
  
  • 执行 BGREWRITEAOF 命令，不会阻塞 Redis 服务。
    
  
  
• 服务器配置自动触发
  
  
  
  • 配置 auto-aof-rewrite-percentage 和 auto-aof-rewrite-min-size 选项。
    
    
    
    
  
  

重写原理

7.0.0之前

从 Redis 7.0.0 开始，使用多部分 AOF 机制，将 AOF 文件拆分为基础文件和增量文件，通过清单文件跟踪。

重写流程

• Redis 调用 fork，子进程重写 AOF 文件。
  
• 父进程继续处理客户端请求，将写命令缓存。
  
• 子进程完成重写后，父进程将缓存的写命令写入新文件。
  
• 用新文件替换旧文件。
  

总结

可以同时使用 AOF 和快照持久化，也可以单独使用，具体选择取决于数据和应用的需求。持久化文件应定期备份。
常见问题

• Redis 中持久化方案有几种？
  
  
  
  • 两种方案：RDB 快照持久化和 AOF 文件持久化。
    
  
  
• 如何触发 RDB 持久化？几种方式？有什么区别？
  
  
  
  • BGSAVE: 创建子进程进行快照。
    
  • SAVE: 阻塞当前 Redis 实例，创建快照。
    
  • shutdown: 服务器关闭时自动执行 SAVE。
    
  • ctrl+c 或 kill -9: 直接停止进程，触发 SAVE。
    
  
  
• AOF 持久化与 RDB 持久化的优缺点？
  
  
  
  • RDB: 启动快，可能丢失数据。
    
  • AOF: 数据持久性好，启动时性能差，文件变大。推荐结合使用。
    
  
  
• Redis 7.0 之前和之后的重写机制？
  
  
  
  • 之前: 父进程将操作放到内存，子进程生成新 AOF 文件。
    
  • 之后: 使用多部分 AOF 文件，父进程写入新文件，子进程生成基础 AOF 文件和增量文件，原子替换。
    
  
  
• 如何不让启动界面占用窗口？
  
  
  
  • 在 redis.conf 中设置 daemonize 为 yes。
    
  
  

位图 (Bitmap)

介绍

位图不是一种真正的数据类型，而是定义在字符串类型中的。一个字符串最多可以存储 512MB 的内容。

• 位上限: 2^(9(512) + 10(1024) + 10(1024) + 3(8b=1B)) = 2^32b
  

位操作命令

• SETBIT
  
  
  
  • 说明: 设置某一位上的值。
    
  • 语法: SETBIT key offset value （offset 为位偏移量，从 0 开始）
    
  
  
• GETBIT
  
  
  
  • 说明: 获取某一位上的值。
    
  • 语法: GETBIT key offset
    
  
  
• BITPOS
  
  
  
  • 说明: 返回指定值 (0 或 1) 在指定区间上首次出现的下标。
    
  • 语法: BITPOS key bit [start] [end]
    
  • 查找范围:
    
    
    
    • 不指定范围：BITPOS key bit
      
    • 指定开始位置：BITPOS key bit start
      
    • 指定开始和结束位置：BITPOS key bit start end
      
    
    
  
  
• BITOP
  
  
  
  • 说明: 对一个或多个保存二进制位的字符串进行位操作，并将结果保存到 destkey。
    
  • 操作类型:
    
    
    
    • AND: BITOP AND destkey key [key ...]
      
      
      
      
    • OR: BITOP OR destkey key [key ...]
      
      
      
      
    • XOR: BITOP XOR destkey key [key ...]
      
      
      
      
    • NOT: BITOP NOT destkey key
      
      
      
      
    
    
  
  
• BITCOUNT
  
  
  
  • 说明: 统计指定区间内值为 1 的个数。
    
  • 语法: BITCOUNT key [start] [end]
    
  • 区间:
    
    
    
    • 正方向：BITCOUNT key start end（从左向右）
      
    • 负方向：BITCOUNT key start end（从右向左）
      
      
      
      
    
    
  
  

位图应用场景

• 网站用户签到的天数统计
  
  
  
  • 用户 ID 为 key，天作为 offset，签到置为 1。
    
  • 例如，第 366 天签到，数据存储为 000000000000000。
    
  
  
• 按天统计网站活跃用户
  
  
  
  • 天作为 key，用户 ID 为 offset，活跃用户置为 1。
    
  • 统计活跃用户数量：例如，50000000 用户分布在 366 天的数据大约为 2GB。
    
  
  
• 用户在线状态和人数统计
  
  
  
  • 使用位图记录用户在线状态，可以有效统计当前在线人数和活动情况。
    
  
  

Java 操作 Redis

引入依赖

在 pom.xml 文件中添加 Jedis 连接依赖：

1. <dependency>
2.   <groupId>redis.clients</groupId>
3.   jedis</artifactId>
4.   <version>4.3.2</version>
5. </dependency>

复制代码

创建 Jedis 对象

1. public static void main(String[] args) {
2.     // 1. 创建 Jedis 对象
3.     Jedis jedis = new Jedis("192.168.xxx.xxx", 7000);
4.    
5.     // 2. 选择操作的数据库，默认为 0 号库
6.     jedis.select(0);
7.    
8.     // 3. 执行相关操作
9.     // ...
10.    
11.     // 4. 释放资源
12.     jedis.close();
13. }

复制代码

操作 Key 相关 API

• DEL
  
  
  
  • 说明: 删除指定的 key。
    
  • 返回值: 被删除 key 的数量。
    
  
  
• EXISTS
  
  
  
  • 说明: 检查 key 是否存在。
    
  • 返回值: 存在返回 1，不存在返回 0。
    
  
  
• EXPIRE
  
  
  
  • 说明: 为已经存在的 key 设置过期时间。
    
  • 返回值: 设置成功返回 1，失败返回 0。
    
  • 扩展:
    
    
    
    • PEXPIRE: 毫秒级别。
      
    • PEXPIREAT: 指定时间戳。
      
    
    
  
  
• KEYS
  
  
  
  • 说明: 返回符合模式的 key 列表。
    
  • 返回值: 符合模式的 key 列表。
    
  
  
• MOVE
  
  
  
  • 说明: 将 key 移动到另一个数据库。
    
  • 返回值: 移动成功返回 1，失败返回 0。
    
  
  
• TTL
  
  
  
  • 说明: 获取 key 的剩余生存时间。
    
  • 返回值:
    
    
    
    • 当 key 不存在时返回 -2。
      
    • 当 key 存在但没有设置剩余生存时间时返回 -1。
      
    • 否则，返回剩余生存时间（秒）。
      
    
    
  
  
• PTTL
  
  
  
  • 说明: 获取 key 的剩余生存时间（毫秒级）。
    
  
  
• RANDOMKEY
  
  
  
  • 说明: 返回一个随机的 key。
    
  • 返回值: 数据库不为空时返回一个 key，空时返回 null。
    
  
  
• RENAME
  
  
  
  • 说明: 重命名 key。
    
  • 返回值: 成功返回 OK，失败返回错误信息。
    
  
  
• TYPE
  
  
  
  • 说明: 获取 key 的数据类型。
    
  • 返回值: none (key 不存在)、string、list、set、zset、hash。
    
  
  

操作 String 相关 API

• SET
  
  
  
  • 说明: 设置 key 的值。
    
  
  
• GET
  
  
  
  • 说明: 获取 key 的值。
    
  
  
• MSET
  
  
  
  • 说明: 批量设置多个 key 的值。
    
  
  
• MGET
  
  
  
  • 说明: 批量获取多个 key 的值。
    
  • 返回值: 字符串列表。
    
  
  
• GETSET
  
  
  
  • 说明: 获取 key 的值并设置新值。
    
  • 示例: GETSET age 24 返回原值，设置新值为 24。
    
  
  
• STRLEN
  
  
  
  • 说明: 获取 key 对应字符串的长度。
    
  
  
• APPEND
  
  
  
  • 说明: 追加字符串到 key 的值末尾。
    
  • 返回值: 修改后的长度。
    
  
  
• GETRANGE
  
  
  
  • 说明: 获取 key 对应字符串的子串。
    
  • 示例: GETRANGE key 0 4 返回子串。
    
  
  
• SETEX
  
  
  
  • 说明: 设置 key 的值并设置过期时间（秒）。
    
  • 示例: 10 秒后自动销毁。
    
  
  
• PSETEX
  
  
  
  • 说明: 设置 key 的值并设置过期时间（毫秒）。
    
  
  
• SETNX
  
  
  
  • 说明: 仅当 key 不存在时设置 key 的值。
    
  • 返回值: 已存在返回 0，不存在返回 1。
    
  
  
• MSETNX
  
  
  
  • 说明: 批量设置多个 key 的值，仅当所有 key 都不存在时成功。
    
  • 返回值: 仅当所有 key 都不存在时成功。
    
  
  
• DECR
  
  
  
  • 说明: 将 key 对应的值减 1。
    
  • 示例: DECR key 返回减少后的值。
    
  
  
• DECRBY
  
  
  
  • 说明: 将 key 对应的值减指定的值。
    
  • 示例: DECRBY key 2 返回减少后的值。
    
  
  
• INCR
  
  
  
  • 说明: 将 key 对应的值加 1。
    
  • 示例: INCR key 返回增加后的值。
    
  
  
• INCRBY
  
  
  
  • 说明: 将 key 对应的值加指定的值。
    
  • 示例: INCRBY key 2 返回增加后的值。
    
  
  
• INCRBYFLOAT
  
  
  
  • 说明: 将 key 对应的值按浮点数增加。
    
  • 示例: INCRBYFLOAT key 2.5 返回增加后的值。
    
  
  

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