【学习笔记】Redis学习笔记 持续更新-0818

这是redis笔记的第三次更新，前面的更新整理在一篇了，有效期可以跳转看下 【学习笔记】Redis学习笔记 持续更新-0728

Geospatial 地理空间

Redis中的Geospatial特性是一组用于存储地理位置信息并进行位置相关查询的功能

特性

1. 地理位置数据结构：Redis使用特殊的数据结构来存储地理位置信息，这些信息可以是经纬度坐标点。
2. 空间索引：Redis能够对存储的地理位置点进行空间索引，这使得执行范围查询和距离计算变得高效。
3. 距离单位：Redis支持多种距离单位，包括米（m）、千米（km）、英里（mi）、英尺（ft）。
4. 经纬度限制：Redis的Geospatial命令接受的经度范围是-180到180，纬度范围是-85.05112878到85.05112878。
5. 查询类型：Redis提供了多种查询方式，如查找指定范围内的点、计算两点之间的距离、获取指定点的位置排名等。

GEOADD（添加坐标）

GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member ...]用于将地理位置坐标添加到指定的键中。

添加北京的地理位置如下：

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GEOADD city 116.405285 39.904989 beijing

一次添加多个：上海，深圳，广州，杭州

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GEOADD city 121.472644 31.231706 shanghai 114.085947 22.547 shenzhen 37 23.125178 guangzhou 120.153576 30.287459 hangzhou

GEOPOS（获，。取经纬度）

• GEOPOS key member [member ...]：从键中获取指定成员的地理位置坐标。

GEODIST（计算距离）

• GEODIST key member1 member2 [unit]：用于计算两个地理位置之间的距离。默认返回单位是米，也可以是千米或其他

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GEODISt city shanghai shenzhen

GEORADIUSBYMEMBER（搜索指定范围内坐标）

与GEORADIUS类似，但是以给定的成员作为中心点进行查询。

• GEORADIUSBYMEMBER key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]与上方同理，用来获取一个或多个地理位置坐标点的Geohash表示，可以以一个指定成员或指定的经纬度为中心

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GEORADIUSBYMEMBER city shanghai 300 km

※GEOSEARCH（搜索指定范围内坐标，redis6.2版本后支持）

• GEOSEARCH key FROMMEMBER member | FROMLONLAT longitude latitude BYRADIUS radius M | KM | FT | MI | BYBOX width height M | KM | FT | MI [ASC | DESC] [COUNT count [ANY]] [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH]：用于获取一个或多个地理位置坐标点的Geohash表示，可以以一个指定成员或指定的经纬度为中心，按照圆形或者矩形的范围来搜索

搜索距离上海300km以内的城市

byradius表示一个圆形的范围，后面加上半径 300km

bybox表示矩形的范围

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GEOSEARCH city FROMMEMBER shanghai BYRADIUS 300 KM

HyperLogLog 基数统计算法

Redis中的HyperLogLog是一种概率数据结构，用于估算集合中不同元素的数量。这种数据结构特别适用于需要计算集合基数（即集合中不同元素的数量）的场景，而且它非常节省内存。

特性

1. 高效率的内存使用：HyperLogLog使用非常少的内存来存储大量的唯一元素的计数。通常，它只需要12KB的内存，无论它计算的唯一元素数量是多少，可以用来做些对精确到要求不高，而且数据量非常大的统计工作，比如统计某个网站的UV、某个词的搜索次数等。
2. 近似的计数：HyperLogLog提供的是基数估算值，而不是精确值。这意味着它有一个很小的误差率，但对于大多数应用场景来说，这个误差是可以接受的。
3. 不可修改：一旦HyperLogLog被创建，它就不能被修改或删除其中的单个元素。只能通过合并（merge）操作来更新它。
4. 合并操作：多个HyperLogLog可以合并为一个，这是它一个非常独特的特性，可以用来合并来自不同来源的数据集。

PFADD （添加元素）

PFADD key element [element ...]：用于将指定的元素添加到HyperLogLog中。

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PFADD course git docker redis

PFCOUNT （统计元素）

PFCOUNT key [key ...]：用于返回HyperLogLog的近似基数，即不同元素的数量。

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PFCOUNT course

PFMERGE （合并）

PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...]：合并多个HyperLogLog为一个HyperLogLog。

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PFADD course2 python git java
 PFMERGE result course course2
 PFCOUNT result

位图 Bitmap

Redis中的位图（Bitmap）是一种数据结构，它以位数组的形式存储数据。每个位只能存储0或1的值。位图通常用于表示布尔值或者进行基于位的操作，它们特别适合于需要高效存储和检索大量布尔值信息的场景。

特性

1. 内存高效：位图非常节省内存，因为每个位只占用1位的空间，可以非常紧凑地存储大量的布尔值。

2. 操作原子性：Redis中的位图操作通常是原子性的，这意味着在并发环境下进行修改时不会出现竞态条件。

3. 灵活性：位图可以用于各种用例，如用户在线状态、日活跃用户统计等。

4. 位操作：Redis提供了多种位操作命令，可以方便地对位图进行设置、清除、查询等操作。

5. SETBIT（设置偏移量）

SETBIT key offset value：用于设置位图中指定位置的位值，该命令将位图中偏移量offset处的位设置为value（只能是0或1）。如果偏移量大于当前位图大小，位图会自动扩展。。

设置0的位置值为1，1 的位置值为0，生成一个长度为2的位图

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SETBIT study 0 1
SETBIT study 1 0

GETBIT（获取值）

GETBIT key offset：获取设置好的偏移量的值，该命令返回位图中偏移量offset处的位值。

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GETBIT study 1
GETBIT study 0

BITCOUNT（统计值）

BITCOUNT key [start end]：统计位图中值为1的位的数量，该命令返回位图中值为1的位的数量。如果指定了start和end参数，则只统计这个范围内的位。

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bitcount study

BITPOS （查找值）

BITPOS key bit [start end]：查找位图中第一个值为0或1的位的位置，该命令返回位图中第一个值为bit（0或1）的位的位置。如果指定了start和end参数，则只在这个范围内搜索。

Bitfie 位域

Redis中的Bitfield是一种数据结构，允许用户在单个二进制位串中存储多个整数，并且可以对每个整数进行独立的读写操作。这种结构非常适合于需要紧凑存储和高效访问的场景，如时间序列数据、计数器等。

特性

1. 紧凑存储：Bitfield允许用户在单个位串中存储多个整数，从而节省内存空间。
2. 类型和大小：用户可以为每个整数指定类型（无符号或有符号）和大小（位数），从而适应不同的数据存储需求。
3. 原子操作：Bitfield的操作是原子的，这意味着在进行读写操作时不会受到并发访问的影响。
4. 溢出处理：Bitfield支持溢出处理策略，如饱和（SAT）、环绕（WRAP）或失败（FAIL）。

BITFIELD(多种操作)

BITFIELD key [GET type offset] [SET type offset value] [INCRBY type offset increment] [OVERFLOW WRAP|SAT|FAIL]：用于对位域执行多种操作，如设置值、获取值、增减操作等。

用命令初始化游戏的玩家数据

等级Level 1、金钱 Money 100 经验值 Exp 0

玩家id player:1

U8类型的整数（u8表示一个8位的无符号整数）表示等级， #0 1表示将第一个位置设置为1

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BITFIELD player:1 set u8 #0 1

使用get来返回对应的信息，图中显示\x01表示十六进制的01也就是等级为1

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> get player:1

如果需要直接获取等级值，把第一条命令的set换成get,去掉设置值

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BITFIELD player:1 set u8 #0

设置金钱和经验值 32位无符号整数 金钱100 经验0

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BITFIELD player:1 set u32 #1 100
BITFIELD player:1 set u32 #2 0

查询金钱和经验

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BITFIELD player:1 get u32 #1
BITFIELD player:1 get u32 #2

增加100金币，经验加1000，等级升级

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> BITFIELD player:1 incrby u32 #1 100

> BITFIELD player:1 incrby u32 #2 1000

> BITFIELD player:1 incrby u8 #0 1

> BITFIELD player:1 get u8 #0

> BITFIELD player:1 get u32 #1

> BITFIELD player:1 get u32 #2

详细描述

• GET：用于从位域中读取值。

• type：指定整数的类型，可以是u（无符号）或i（有符号）。

• offset：指定整数在位串中的起始偏移量。

• 示例：BITFIELD key GET u8 0 读取从偏移量0开始的8位无符号整数。

• SET：用于在位域中设置值。

• type：同上。

• offset：同上。

• value：要设置的整数值。

• 示例：BITFIELD key SET u8 0 100 将从偏移量0开始的8位无符号整数设置为100。

• INCRBY：用于在位域中增减整数值。

• type：同上。

• offset：同上。

• increment：要增加或减少的值，可以是正数或负数。

• 示例：BITFIELD key INCRBY u8 0 1 将从偏移量0开始的8位无符号整数增加1。

• OVERFLOW：用于指定溢出处理策略。

• WRAP：环绕溢出，即超出范围的值会从另一端开始。

• SAT：饱和溢出，即超出范围的值会被限制在最大或最小值。

• FAIL：失败溢出，即如果操作会导致溢出，则不执行操作并返回错误。

• 示例：BITFIELD key INCRBY u8 0 1 OVERFLOW SAT 指定增减操作使用饱和溢出策略。
  Bitfield命令是Redis 3.2版本引入的，它为Redis提供了更丰富的位操作能力，允许用户在单个位串中存储和操作多个整数，非常适合于需要对位进行复杂操作的场景。通过使用Bitfield，用户可以有效地利用内存，同时简化数据的读写操作。

Redis事务

Redis中的事务是一种机制，允许用户执行一组命令，并确保这些命令作为一个单独的操作全部执行或全部不执行。这类似于关系型数据库中的事务概念，但有一些区别。

特性

1. 命令序列化：事务中的所有命令会被序列化并按顺序执行，不会受到其他客户端的请求影响。
2. 原子性：事务中的所有命令要么全部成功执行，要么全部不执行，保证了操作的原子性。
3. 隔离性：事务执行期间，事务中的命令不会受到其他事务的影响。
4. 没有回滚：与关系型数据库不同，Redis事务一个重要限制是它们不支持回滚操作。如果事务中的某个命令执行失败，其他命令仍然会执行，不会撤销已执行的命令。因此，在使用Redis事务时，需要谨慎设计命令以确保它们不会产生错误。此外，Redis事务不支持事务间的隔离级别，因此无法避免脏读、不可重复读和幻读等问题。
5. 使用检查点：可以通过WATCH命令在事务开始前设置检查点，用于监控指定的键，如果在事务执行前这些键被修改，事务将被中断。

MULTI（标记事务块的开始）

MULTI：这个命令用于开始一个事务。在调用MULTI之后，客户端可以发送多个命令到服务器，这些命令不会立即执行，而是被放入一个队列中。

EXEC（执行所有事务）

EXEC：当所有要执行的命令都放入队列后，客户端发送EXEC命令，Redis将执行队列中的所有命令。如果事务中的某个命令执行失败，其他命令仍然会继续执行。

DISCARD（取消事务）

DISCARD：如果在事务块中执行了错误的命令，可以使用DISCARD来取消事务，并丢弃队列中的所有命令。

WATCH（监视）

WATCH key [key ...]：在执行事务之前，可以使用WATCH命令来监视一个或多个键。如果在调用EXEC之前这些键被修改，事务将不会被执行，并且返回一个错误。

UNWATCH（取消对所有键的监视）

UNWATCH：这个命令用于取消对所有键的监视。如果在事务执行之前不再需要监视某些键，可以使用UNWATCH来取消监视。

操作

通过输入MULTI来开启一个事务

输入多个命令不会直接提示OK，而是显示QUEUED，表示把命令放到队列中，直到输入EXEC执行事务

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127.0.0.1:6379> multi
127.0.0.1:6379> set key value
127.0.0.1:6379> incr counter
127.0.0.1:6379> exec

Redis持久化

Redis持久化是指将内存中的数据保存到硬盘上，以便在Redis服务器重启后能够恢复数据。Redis提供了两种主要的持久化机制：RDB（快照）和AOF（追加文件）。以下是这两种机制的详细介绍：

RDB（快照）

RDB（Redis Database）持久化通过创建Redis数据库的快照来工作，它会定时将内存中的数据以二进制文件的形式保存到硬盘上。

特点

1. 手动或自动触发：可以通过配置定期自动创建快照，也可以通过SAVE或BGSAVE命令手动触发。
2. 数据压缩：RDB文件是经过压缩的，因此它通常比内存中的数据要小。
3. 快速恢复：由于RDB文件是整个数据集的快照，恢复速度通常很快。
4. 可能会丢失数据：由于RDB是定期生成的，如果在两次快照之间发生故障，那么最后一次快照之后的数据可能会丢失。

命令

• SAVE：阻塞Redis服务器，直到RDB文件被创建完成。

• 语法：SAVE

• BGSAVE：在后台异步创建RDB文件，不会阻塞服务器。

• 语法：BGSAVE

• LASTSAVE：返回最后一次成功执行SAVE或BGSAVE命令的时间戳。

• 语法：LASTSAVE

AOF（追加文件）

AOF（Append Only File）持久化通过记录每个写操作命令到日志文件来工作，当Redis服务器重启时，会重新执行这些命令来恢复数据。

特点

1. 更高的数据安全性：AOF可以配置为每次写操作后都同步到硬盘，从而减少数据丢失的风险。
2. 更大的文件大小：由于AOF记录了每个写操作，文件大小通常会大于RDB文件。
3. 更慢的恢复速度：恢复时需要重新执行AOF文件中的所有命令，因此可能会比RDB慢。
4. 可配置的同步策略：AOF支持不同的同步策略，如每秒同步、每次写操作同步或不同步。

命令

• BGREWRITEAOF：重写AOF文件，以压缩日志并移除冗余命令。

• 语法：BGREWRITEAOF

配置

Redis的持久化可以通过配置文件进行配置。以下是一些关键的配置项：

• save：在配置文件中设置自动快照的条件，例如save 900 1表示如果至少有1个键被修改，则在900秒后创建快照。
• appendonly：设置为yes来启用AOF持久化。
• appendfsync：设置AOF同步到硬盘的策略，可以是no（不同步）、everysec（每秒同步）或always（每次写操作同步）。
• dir：设置RDB和AOF文件的存储目录。
• dbfilename：设置RDB文件的名称。
• appendfilename：设置AOF文件的名称。
  持久化是Redis数据安全性的关键组成部分。根据具体的使用场景和需求，可以选择RDB、AOF或者两者结合的方式来保证数据的持久化。通常，RDB用于定期备份，而AOF用于确保更高的数据安全性。