redis的高级特性介绍

星静吖_3862

发布时间：2021-01-13 10:11:34

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redis的高级特性介绍

Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

（学习视频分享：redis视频教程）

1.redis发布订阅模式

Redis除了提供像list的这种的消息队列模式，还提供了一组命令实现发布/订阅模式。例如微博，公众号等都是可以由此实现。

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1.2 订阅频道

发布者需要将消息发送到一个地方，让订阅者可以订阅消息，这个地方就是频道（channel）。订阅者可以订阅一个或者多个频道，所有订阅了这个频道的订阅者都会受到这条消息。

开启两个客户端进行测试

客户端1 订阅channel1
127.0.0.1:6379> subscribe channel1
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channel1"
3) (integer) 1

客户端2 发布一则消息
127.0.0.1:6379> publish channel1 test
(integer) 1

客户端1 订阅消息
127.0.0.1:6379> subscribe channel1
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"
2) "channel1"
3) (integer) 1
1) "message"
2) "channel1"
3) "test"

1.2 按规则订阅

支持？和*占位符。?代表一个字符，*代表 0 个或者多个字符。

启动四个redis-cli，一个作为消息的发布者，另外三个作为订阅者。
订阅者1：订阅体育相关

psubscribe *sport

订阅者2：订阅新闻相关

psubscribe news*

订阅者3：订阅天气相关

psubscribe new weather*

发布者：

publish news-sport Kobe
publish news-music jaychou
publish news-weather rain

此时订阅者1将会收到Kobe，订阅者2将会收到全部信息，订阅者3将会收到rain。

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2.redis事务

2.1 为什么要用事务

我们都是知道redis的单个命令是原子性的，但是如果需要用多个命令作为一个不可分割的操作序列，就需要用到事务。
例如使用setnx实现分布式锁，我们一般先set，然后对key设置expire，防止del发生异常时候锁不会释放，业务处理完之后在del，这三个操作我们就希望作为一组命令执行。
redis事务有两个特点：

按照进入队列的顺序执行
不会受到其他客户端请求影响

redis的事务设计四个命令：multi（开启事务），exec（执行事务），dicard（取消事务），watch（监视）

2.2 事务的用法

转账场景A和B各有100元，A向B转账10元，A减10元，B加10元

127.0.0.1:6379> set A 100
OK
127.0.0.1:6379> set B 100
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decrby A 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> incrby B 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 90
2) (integer) 110
127.0.0.1:6379> get A
"90"
127.0.0.1:6379> get B
"110"

通过multi命令开启事务。事务不能嵌套，多个multi命令效果一样的
使用multi开启事务之后，客户端向服务器发送多条命令，这些命令并不会立即被执行，而是会被放到一个队列中，当exec命令调用之后，队列中的命令才会被执行。
我们可以使用discard来清空事务队列。

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 2
QUEUED
127.0.0.1:6379> discard
OK
127.0.0.1:6379> get k1
(nil)
127.0.0.1:6379> get k2
(nil)

当我们执行事务的时候出现了问题会回滚吗？

exec之前发生错误（如指令语法错误）

127.0.0.1:6379> clear
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set name test
QUEUED
127.0.0.1:6379> hset user lisi
(error) ERR wrong number of arguments for 'hset' command
127.0.0.1:6379> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get name
(nil)

exec之后发生错误（对同一个key使用不同数据类型的命令）

Redis Skill - 高性能缓存管理

Redis 缓存和数据结构管理技能。通过自然语言操作 Redis，支持 String、Hash、List、Set、ZSet、Stream 等数据结构操作。当用户提到 Redis、缓存、消息队列、会话存储时使用此技能。

下载

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> hset k1 a b
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379> get k1
"1"

通过上面操作，我们可以知道当事务在exec前发生错误，将会回滚所有操作；如果在exec后发生错误，只有错误的命令不会被执行。
为什么redis在一个事务中存在错误不进行回滚呢？
我们从上面操作可以看出，redis只有在指令语法错误的时候进行回滚，而指令操作错误是有开发人员导致的bug，例如：你对一个int类型进行+1，然后不小心+2，或者对一个string类型进行+1，回滚是不适用的

2.3 watch指令

它可以为Redis事务提供CAS乐观锁操作，也就是多个线程更新某个变量的时候，会让旧值跟内存地址相比较，如果相等，则更新为新值。
我们可以用watch监视一个或者多个key，如果开启事务之后，至少有一个被监视的key在exec执行之前被修改，则会取消整个事务。

首先client 1执行watch监视money这个key，并开启事务对money进行增加100

127.0.0.1:6379> set money 1000
OK
127.0.0.1:6379> watch money
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incrby money 100
QUEUED

在事务结束之前，在client 2对money进行减少100

127.0.0.1:6379> decrby money 100
(integer) 900

此时client 1结束事务，money的值并没有被增加，反而减少，说明事务的修改失效

127.0.0.1:6379> exec
(nil)
127.0.0.1:6379> get money
"900"

3. Lua脚本

Lua脚本是一种轻量级脚本语言，C语言编写的，跟存储过程有点类似。为啥要用lua脚本呢？

一次发送多个命令，减少网络开销Redis会将脚本作为一个整体执行，保证原子性（可用此方式替换事务）脚本复用，便于多个客户端完成相同的逻辑。

3.1 使用

我们可以使用以下命令进行调用lua脚本

eval script numkeys [key1 key2 key3 ....] [arg1 arg2 arg3 ....]

eval 执行lua脚本

script 代表lua脚本的内容

numkeys key的数量

[key1 key2 key3 ....] 键名参数，表示在脚本中所用到的那些 Redis 键(key)，这些键名参数可以在 Lua 中通过全局变量 KEYS 数组，用 1 为基址的形式访问( KEYS[1] ， KEYS[2] ，以此类推)。

[arg1 arg2 arg3 ....] 全局变量，可以在 Lua 中通过全局变量 ARGV 数组访问，访问的形式和 KEYS 变量类似( ARGV[1] 、 ARGV[2] ，诸如此类)

来个简单的例子

127.0.0.1:6379> eval "return {KEYS[1],ARGV[1],KEYS[2],ARGV[2]}" 2 key1 key2 val1 val1
1) "key1"
2) "val1"
3) "key2"
4) "val1"
127.0.0.1:6379> eval "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 val1 val1
1) "key1"
2) "key2"
3) "val1"
4) "val1"

在lua脚本如何调用redis命令呢？
我们可以使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作

commond redis的命令，如set，get等key 被操作的键[param1, param2…]表示给key的参数

127.0.0.1:6379> eval "redis.call('mset',KEYS[1],ARGV[1],KEYS[2],ARGV[2])" 2 name age lisi 18
(nil)
127.0.0.1:6379> mget name age
1) "lisi"
2) "18

以上命令等价于 mset name lisi age 18, key的数量为2,2 后面两个值为key，在之后就是args

直接在redis-cli中写lua脚本不够方便，通常我们会把脚本放在文件中，然后执行这个文件
我们在一个目录下新建一个test.lua的脚本，填写以下内容后执行。

root@VM-0-5-centos src]# mkdir testlua
[root@VM-0-5-centos src]# cd testlua/
[root@VM-0-5-centos testlua]# ll
total 0
[root@VM-0-5-centos testlua]# touch test.lua
[root@VM-0-5-centos testlua]# vim test.lua
redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])
return redis.call('get',KEYS[1])
[root@VM-0-5-centos testlua]# redis-cli --eval test.lua 1 myname , Armin
"Armin"

值得注意的是key和arg之间需要加上空格逗号空格（myname , Armin）

3.2 缓存lua脚本

之所以需要缓存lua脚本，这是因为每次调用的时候都将整个脚本传给redis服务端，会产生较大的网络开销。为了解决这个问题，Redis提供了evalsha命令，让开发人员通过脚本内容的SHA1摘要执行脚本。

那么怎么将生成这个SHA1并将脚本内容加载到缓存呢，这就用到script load命令去计算脚本的SHA1摘要并记录脚本到缓存中，执行evalsha时，redis会根据提供的摘要去脚本缓存找到对应脚本内容，如果找到则执行，否则返回错误提示: “NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL”

127.0.0.1:6379> script load "return 'Hey boy'"
"3760855b303510c83f0be2e8acfb0be64113ae6e"
127.0.0.1:6379> evalsha 3760855b303510c83f0be2e8acfb0be64113ae6e 0
"Hey boy"
127.0.0.1:6379> script exists 3760855b303510c83f0be2e8acfb0be64113ae6e //判断是否存在
1) (integer)

Redis还给lua脚本的执行提供了超时时间，默认的超时时间为5s，超过5s之后redis会接受其他命令但是会返回一个"BUSY"的错误
可在redis.conf中修改指定参数

lua-time-limit 5000

Redis提供了个script kill的命令来终止正在运行的脚本

127.0.0.1:6379> set name lisi
(error) BUSY Redis is busy running a script. You can only call SCRIPT KILL or SHUTDOWN NOSAVE.
127.0.0.1:6379> script kill
OK
127.0.0.1:6379> set name lisi
OK

如果数据进行了修改操作，将无法使用script kill终止脚本，因为违反了原子性。此时只能通过shutdown nosave来强行终止redis。
shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作，意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失。