redis一篇入門

一、Redis 安裝

Linux 系統安裝

  1. 通過包管理器安裝 (以 Ubuntu 為例):

    sudo apt update
sudo apt install redis-server

  2. 從源碼編譯安裝:

    wget https://download.redis.io/redis-stable.tar.gz
tar -xzvf redis-stable.tar.gz
cd redis-stable
make
sudo make install

Windows 安裝

Windows 官方不支持 Redis，但可以使用:

  1. Microsoft 維護的 Windows 版本: https://github.com/microsoftarchive/redis
  2. 使用 WSL (Windows Subsystem for Linux)
  3. 使用 Docker 容器

二、Redis 配置

主要配置文件

Redis 配置文件通常位于 /etc/redis/redis.conf (Linux) 或安裝目錄中。

常用配置項

# 綁定IP地址，默認只允許本地訪問
bind 127.0.0.1# 端口號
port 6379# 是否以守護進程運行
daemonize yes# 數據持久化設置
save 900 1      # 900秒內有1次修改就保存
save 300 10     # 300秒內有10次修改就保存
save 60 10000   # 60秒內有10000次修改就保存# 數據文件存儲位置
dir /var/lib/redis# 日志文件位置
logfile /var/log/redis/redis-server.log# 設置密碼
requirepass yourpassword# 最大內存限制
maxmemory 100mb# 內存滿時的策略
maxmemory-policy allkeys-lru

配置生效

修改配置后需要重啟 Redis 服務:

sudo systemctl restart redis-server  # 系統服務方式
或
redis-server /path/to/redis.conf     # 直接指定配置文件啟動

三、Redis 基本使用

啟動 Redis

redis-server          # 使用默認配置啟動
redis-server /path/to/redis.conf  # 指定配置文件啟動

連接 Redis

redis-cli             # 本地連接
redis-cli -h host -p port -a password  # 遠程連接

基本命令示例

# 字符串操作
SET key value
GET key# 哈希操作
HSET user:1000 name "John Doe" age 30
HGETALL user:1000# 列表操作
LPUSH mylist a
RPUSH mylist b
LRANGE mylist 0 -1# 集合操作
SADD myset a b c
SMEMBERS myset# 有序集合操作
ZADD leaderboard 100 "player1" 200 "player2"
ZRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES# 鍵操作
KEYS *
DEL key
EXPIRE key 60  # 設置60秒過期
TTL key        # 查看剩余生存時間

持久化操作

SAVE          # 同步保存數據到磁盤
BGSAVE        # 異步保存數據到磁盤

四、Redis 高級特性

事務

MULTI
SET key1 value1
SET key2 value2
EXEC

發布/訂閱

# 終端1: 訂閱頻道
SUBSCRIBE news# 終端2: 發布消息
PUBLISH news "Hello World"

Lua 腳本

EVAL "return redis.call('GET', KEYS[1])" 1 mykey

五、Redis 管理

查看服務器信息

INFO        # 查看所有信息
INFO memory # 查看內存相關信息
INFO stats  # 查看統計信息

性能測試

redis-benchmark -n 100000 -c 100

安全建議

  1. 設置密碼 (requirepass)
  2. 重命名或禁用危險命令 (如 FLUSHALL, CONFIG)
    rename-command FLUSHALL ""
rename-command CONFIG "CONFIG-9b7d4e5f"
  3. 綁定特定IP，不要使用 0.0.0.0
  4. 使用防火墻限制訪問

六、Redis 集群

主從復制

# 從服務器配置
replicaof 192.168.1.100 6379
masterauth yourpassword

Redis Cluster

  1. 創建集群:
    redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 \
127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 \
--cluster-replicas 1
  2. 連接集群:
    redis-cli -c -p 7000

七、常見問題解決

  1. 內存不足:

    • 設置 maxmemory 和 maxmemory-policy
    • 使用適當的數據類型減少內存占用

  2. 性能問題:

    • 避免使用 KEYS 命令，用 SCAN 代替
    • 使用管道(pipeline)減少網絡往返

  3. 持久化問題:

    • 確保有足夠的磁盤空間
    • 根據業務需求調整 save 配置

八、Redis 的主要特點

Redis 是一個高性能的內存鍵值數據庫，支持多種數據結構，廣泛應用于緩存、消息隊列、實時分析等場景。以下是 Redis 的主要特點、使用場景以及性能指標數據：

  1. 高性能：

    • 單實例 QPS（每秒查詢數）可達 18萬（騰訊云 Redis 8.0），讀寫延遲低于 100μs。
    • 相比傳統數據庫，Redis 能處理 110,000 次讀取/秒 和 81,000 次寫入/秒。

  2. 支持多種數據結構：

    • 字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）。
    • 高級數據結構：位圖（Bitmap）、HyperLogLog（基數統計）、地理空間索引（Geo）、流（Stream）。

  3. 持久化機制：

    • RDB（快照）：定時保存數據到磁盤。
    • AOF（日志）：記錄所有寫操作，保證數據安全。

  4. 高可用與分布式：

    • 主從復制（Replication）實現數據備份。
    • Redis Sentinel 提供自動故障轉移。
    • Redis Cluster 支持數據分片，適用于大規模數據存儲。

  5. 原子性操作：

    • 所有 Redis 操作都是原子性的，適合計數器、排行榜等場景。

九、Redis 的使用場景

  1. 緩存：

    • 減輕數據庫壓力，提高響應速度（如電商商品詳情緩存）。
    • 騰訊云 Redis 8.0 在電商熱詞統計場景下，延遲 <5ms，QPS >18萬。

  2. 會話存儲（Session Storage）：

    • 存儲用戶登錄狀態，支持分布式 Web 應用。

  3. 排行榜/計數器：

    • 使用 Sorted Set 實現游戲排行榜、商品銷量排行等。

  4. 消息隊列：

    • 利用 List 或 Stream 實現異步任務處理（如訂單隊列）。

  5. 實時數據分析：

    • 使用 HyperLogLog 統計 UV（獨立訪客），或 BitMap 記錄用戶簽到。

  6. 分布式鎖：

    • 通過 SETNX 實現分布式環境下的資源互斥訪問。

  7. 地理位置服務：

    • 使用 Geo 數據結構存儲經緯度，支持附近的人查詢。

  8. AI 與向量搜索：

    • Redis 8.2 支持 SVS-VAMANA 向量索引，適用于 AI 推理和高維數據檢索。

十、Redis 性能指標對比

指標騰訊云 Redis 8.0阿里云 Redis 7.0華為云 GaussDB Cache
隨機讀延遲<100μs150μs180μs
單實例 QPS18萬12萬10萬
主從故障恢復（RTO）<10秒30秒<30秒
冷數據存儲成本0.024元/GB/月0.034元/GB/月-

十一、編程開發（1）：使用 hiredis（官方 C 客戶端）

安裝 hiredis

sudo apt-get install libhiredis-dev  # Ubuntu
brew install hiredis                 # macOS

示例代碼

#include <hiredis/hiredis.h>
#include <iostream>int main() {// 1. 連接 RedisredisContext *c = redisConnect("127.0.0.1", 6379);if (c == nullptr || c->err) {if (c) {std::cerr << "Connection error: " << c->errstr << std::endl;redisFree(c);} else {std::cerr << "Can't allocate redis context" << std::endl;}return 1;}// 2. 執行 SET 命令redisReply *reply = (redisReply *)redisCommand(c, "SET foo bar");freeReplyObject(reply);// 3. 執行 GET 命令reply = (redisReply *)redisCommand(c, "GET foo");if (reply->type == REDIS_REPLY_STRING) {std::cout << "GET foo: " << reply->str << std::endl;}freeReplyObject(reply);// 4. 執行 HSET/HGET (哈希操作)redisCommand(c, "HSET user:1000 name John age 30");reply = (redisReply *)redisCommand(c, "HGET user:1000 name");std::cout << "HGET name: " << reply->str << std::endl;freeReplyObject(reply);// 5. 關閉連接redisFree(c);return 0;
}

編譯運行

g++ -std=c++11 redis_demo.cpp -lhiredis -o redis_demo
./redis_demo

十二、編程開發（2）：使用 redis-plus-plus（推薦，現代 C++ 封裝）

安裝 redis-plus-plus

git clone https://github.com/sewenew/redis-plus-plus.git
cd redis-plus-plus
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make -j
sudo make install

示例代碼

#include <sw/redis++/redis++.h>
#include <iostream>int main() {try {// 1. 創建 Redis 連接sw::redis::Redis redis("tcp://127.0.0.1:6379");// 2. 字符串操作redis.set("foo", "bar");auto val = redis.get("foo");if (val) {std::cout << "GET foo: " << *val << std::endl;}// 3. 哈希操作redis.hset("user:1000", { {"name", "John"}, {"age", "30"} });auto name = redis.hget("user:1000", "name");if (name) {std::cout << "HGET name: " << *name << std::endl;}// 4. 列表操作redis.rpush("mylist", {"a", "b", "c"});auto list = redis.lrange("mylist", 0, -1);for (const auto &item : list) {std::cout << "List item: " << item << std::endl;}// 5. 發布/訂閱auto sub = redis.subscriber();sub.on_message([](std::string channel, std::string msg) {std::cout << "Received message: " << msg << " from channel: " << channel << std::endl;});sub.subscribe("news");sub.consume();  // 需要在另一個線程運行} catch (const sw::redis::Error &e) {std::cerr << "Redis error: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

編譯運行

g++ -std=c++11 redis_plus_plus_demo.cpp -lredis++ -lhiredis -pthread -o redis_plus_plus_demo
./redis_plus_plus_demo

2個SDK功能對比

功能hiredisredis-plus-plus
易用性低（C 風格）高（C++ 封裝）
線程安全否是
支持數據結構基礎全量（STL 風格）
性能最高接近 hiredis
推薦場景極致性能需求一般 C++ 項目

常見問題

  1. 連接超時：檢查 Redis 服務器是否運行 (redis-cli ping)。
  2. 內存泄漏：hiredis 需手動釋放 redisReply。
  3. 線程安全：hiredis 非線程安全，redis-plus-plus 是線程安全的。

推薦優先使用 redis-plus-plus，除非你需要極致的性能控制。

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