Nosql：Not-Only SQL（泛指非關系型數據庫），作為關系型數據庫的補充

作用：應對基于海量用戶和海量數據前提下的數據處理問題

redis：C語言開發的一個開源的高性能鍵值對數據庫

特征：

1、數據之間沒有必然的關聯關系

2、內部采用單線程機制工作

3、高性能

4、多數據類型支持（string、list、hash、set、sorted_set）

5、支持持久化（可以進行數據災難恢復）

redis應用：

1、為熱點數據加速查詢（熱點商品、熱點新聞等）

2、任務隊列（秒殺、搶購、購票排隊等）

3、即時信息查詢（各類排行榜、網站訪問統計等）

4、時效性信息控制（驗證碼控制）

5、分布式數據共享（分布式集群架構中的session共享）

6、消息隊列

7、分布式鎖

數據類型相關命令：

string：字符串

命令	說明
set [key] [value]	添加、修改數據
get [key]	獲取數據
del [key]	刪除數據
mset [key1] [value1] [key2] [value2] ...	添加、修改多個數據
mget [key1] [key2] ...	獲取多個數據
strlen [key]	獲取數據字符個數（字符串長度）
append [key] [value]	追加信息到原信息尾部（如果原來信息存在就追加，否則新建）
incr [key]	數據自增1
incrby [key] [increment]	數據增加指定整數范圍
incrbyfloat [key] [increment]	數據增加指定小數范圍
decr [key]	數據自減1
decrby [key] [increment]	數據減去自定范圍整數
setex [key] [seconds] [value]	設置數據具有制定的生命周期（秒）
psetex [key] [milliseconds] [value]	設置數據具有制定的生命周期（毫秒）

hash：哈希表結構

命令	說明
hset [key] [field] [vaule]	添加、修改數據
hget [key] [field]	獲取數據
hgetall [key]	獲取全部數據
hdel [key] [field1] [field2] ...	刪除數據
hlen [key]	獲取哈希表中字段的數量
hexists [key] [field]	哈希表中是否存在該字段（返回存在的個數）
hkeys [key]	獲取哈希表中所有字段名
hvals [key]	獲取哈希表中所有字段值
hincrby [key] [field] [increment]	設置指定字段的數值數據增加指定范圍的值（整數）
hincrbyfloat [key] [field] [increment]	設置指定字段的數值數據增加指定范圍的值（小數）
hsetnx [key] [field] [value]	存在字段不更新，不存在新增

list：有序的雙向鏈表

命令	說明
lpush [key] [value1] [value2] ...	添加、修改數據（左）
rpush [key] [value1] [value2] ...	添加、修改數據（右）
lrange [key] [start] [stop]	從左邊獲取數據，start（從0）開始，stop（-1代表倒1位置）結束
lindex [key] [index]	從左邊讀取index位置的數據，index從0開始
llen [key]	獲取數據個數
lpop [key]	從左邊獲取一個數據并移除
rpop [key]	從右邊獲取一個數據并移除
blpop [key1] [key2] ... [timeout]	規定時間內從左邊獲取并移除數據，timeout秒級
brpop [key1] [key2] ... [timeout]	規定時間內從右邊獲取并移除數據，timeout秒級
lrem [key] [count] [value]	從左移除指定數據，count移除個數，value移除的數據

set：數據不重復

命令	說明
sadd [key] [member1] [member2] ...	添加數據
smembers [key]	獲取全部數據
srem [key] [member1] [member2] ...	刪除數據
scard [key]	獲取集合數據總量
sismember [key] [member]	判斷集合中是否包含指定數據，返回個數
srandmember [key] [count]	隨機從集合中抽取count個數據，原集合不變
spop [key]	隨機獲取集合中的某個數據，并移出集合
sinter [key1] [key2]	求兩個集合的交集
sunion [key1] [key2]	求兩個集合的并集
sdiff [key1] [key2]	求兩個集合的差集，有順序的，key1 - key2的差集
sinterstore [key3] [key1] [key2]	求（key1，key2）兩個集合的交集，并存儲到key3中
sunionstore [key3] [key1] [key2]	求（key1，key2）兩個集合的并集，并存儲到key3中
sdiffstore [key3] [key1] [key2]	求（key1，key2）兩個集合的差集，并存儲到key3中
smove [source] [destination] [member]	把數據member從集合source移動到集合destination中

sorted_set：有序的set集合

命令	說明
zadd [key] [score1] [member1] [score1] [member1] ...	添加（多個）數據，按照score排序
zrange [key] [start] [stop] [withscores]	獲取數據（升序），withscores會展示score值，start、stop為索引
zrevrange [key] [start] [stop] [withscores]	獲取數據（降序）
zrem [key] [member1] [member2] ...	刪除（多個）數據
zrangebyscore [key] [min] [max] [withscores] [limit]	按條件升序獲取，min < score值 < max，limit限制條數
zrevrangebyscore [key] [max] [min] [withscores] [limit]	按條件降序獲取
zremrangebyrank [key] [start] [stop]	根據索引范圍刪除
zremrangebyscore [key] [min] [max]	根據score值范圍刪除
zcard [key]	獲取集合數據總量
zcount [key] [min] [max]	獲取指定的score值范圍中的數據條數
zinterstore [destination] [keynumber] [key1] [key2] ...	集合交集，keynumber為要操作的集合個數
zunionstore [destination] [keynumber] [key1] [key2] ...	集合并集，keynumber為要操作的集合個數
zrank [key] [member]	獲取指定數據的索引（升序）
zrevrank [key] [member]	獲取指定數據的索引（降序）
zscore [key] [member]	獲取指定數據的score值
zincrby [key] [increment] [member]	給指定的member數據的score值增加increment

key通用操作：

命令	說明
del [key]	刪除指定key
exists [key]	獲取key是否存在
type [key]	獲取key的類型
expire [key] [second]	為指定key設置有效期，秒級
pexpire [key] [milliseconds]	為指定key設置有效期，毫秒級
ttl [key]	獲取key的有效時間（秒），返回-2說明key不存在，返回-1說明key存在
pttl [key]	獲取key的有效時間（毫秒）
persist [key]	切換key從時效性轉換為永久性
rename [key] [newkey]	為key改名，newkey如果已存在會覆蓋原先的值
renamenx	為key改名，newkey如果已存在不會改名
sort	排序

key查詢模式規則：

keys pattern

db基本操作：

命令	說明
select [index]	切換數據庫（0-16）
ping	返回pong說明數據庫是連通的
quit	退出
move [key] [dbindex]	數據移動
dbsize	當前庫中key的總量
flushdb	清除當前庫的數據
flushall	清除所有庫的數據

redis持久化：

1、rdb：以快照的形式記錄數據

save：保存命令

bgsave：后臺保存，會開啟子進程進行數據保存

save?[second] [count]：自動保存，在second（秒）時間內，改變count次

2、aof：記錄歷史命令，后臺會重寫

重寫的作用：

??1）、降低磁盤占用量，提高磁盤利用率

??2）、提高持久化效率，降低持久化寫時間，提高IO性能

??3）、降低數據恢復用時，提高數據恢復效率

重寫規則：

1、已超時的數據不再寫入

2、忽略無效指令，只保留最終數據的寫入命令

3、對同一數據的多條寫命令合并為一條命令（list，set，hash，zset指令一次性最多寫入64個元素）

bgrewriteaof：手動重寫

redis事務：

multi：開啟事務（設定事務的開啟位置，此命令執行后，后續的所有命令均加入到該事務中）

exec：執行事務（設定事務的結束位置，同時執行事務。與multi成對使用）

discard：取消事務（終止當前事務，發生在multi之后）

redis監控鎖：

watch?[key1] [key2]?...?：對key添加監視鎖，在執行exec前如果key發生變化，終止事務執行

unwatch：取消對所有key的監視

redis：分布式鎖（公共鎖）：

setnx lock-[key]?value：設置公共鎖

del lock-[key]：釋放鎖

expire lock-[key] [second]：為鎖key添加時間限定，到時不釋放，自動釋放鎖（秒）

pexpire lock-[key] [milliseconds]：為鎖key添加時間限定，到時不釋放，自動釋放鎖（毫秒）

redis刪除策略：

1、定時刪除：用時間換空間

??好：節約內存，無占用

??壞：不分時段占用CPU資源，頻度高

2、惰性刪除：訪問某個key時，判斷該key是否過期，過期則清除

??好：延時執行，CPU利用率高

??壞：內存占用嚴重

3、定期刪除：每隔一定的時間，掃描一定數量的key，并清除其中過期的key。

redis同時使用惰性刪除和定期刪除這兩種過期策略

redis逐出策略：

相關配置

maxmemory：最大可使用內存

maxmemory-samples：每次選取待刪除的數據個數

哨兵模式：

定義：監控主從結構中各個redis服務器工作過程，當master出現故障時，通過投票機制選出新的master，并將所有的slave連接到新的master

工作原理：

1、監控master和各個slave

2、各個哨兵之間互通信息

3、當一個哨兵發現master出現故障，會通知其他哨兵復核，超出一半的哨兵發現master故障，會投票選出一個哨兵進行故障處理，選出一臺slave作為新master，通知其他slave連接到新的master

緩存預熱：系統啟動前，提前將相關的緩存數據直接加載到緩存系統，避免在用戶請求的時候，直接查詢數據庫，再將數據進行緩存的問題。讓用戶直接查詢事先被預熱的緩存數據。

緩存雪崩：一段時間內，大量的緩存數據過期，請求直接訪問數據庫，導致數據庫服務器造成大量壓力。

解決：

1、熱點數據使用永久key

2、為key設置不同的有效期

緩存擊穿：單個key數據過期瞬間，數據訪問量較大，大量對數據庫訪問，導致對數據庫服務器造成壓力。

解決：

1、熱點數據使用永久key

2、為key設置不同的有效期

緩存穿透：大量訪問不存在的數據，對數據庫服務器造成壓力。

解決：

1、返回結果為null也進行緩存，有效時間短

2、采用布隆過濾器

布隆過濾器：二進制數組，key經過多個hash函數得出的值就是數組的索引，索引對應位置的值會設置為1。新的key經過同樣步驟得出索引值，如果對應位置的值不全是1，說明這個key不存在，直接過濾掉。

問題：存在誤判。不同的值hash后可能結果一致，會導致不存在的key判斷為存在。

如何保證redis和數據庫數據一致性
1、先更新數據庫，再刪除redis（下次讀取時重新加載）
2、更新redis，同步更新數據庫（兩步操作在同一個事務中）
3、更新redis，發送消息同步到數據庫（redis掛了，未同步數據容易丟失）
4、更新數據庫，Canal監聽Binglog，通過MQ更新redis
5、延遲雙刪，更新數據庫前后刪除redis（第二次刪除延遲500ms）
6、分布式鎖，加鎖，更新數據庫和刪除緩存，釋放鎖