redis一篇入门

一、Redis 安装

Linux 系统安装

  1. 通过包管理器安装 (以 Ubuntu 为例):

    sudo apt update
sudo apt install redis-server

  2. 从源码编译安装:

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

Windows 安装

Windows 官方不支持 Redis，但可以使用:

  1. Microsoft 维护的 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) 或安装目录中。

常用配置项

# 绑定IP地址，默认只允许本地访问
bind 127.0.0.1# 端口号
port 6379# 是否以守护进程运行
daemonize yes# 数据持久化设置
save 900 1      # 900秒内有1次修改就保存
save 300 10     # 300秒内有10次修改就保存
save 60 10000   # 60秒内有10000次修改就保存# 数据文件存储位置
dir /var/lib/redis# 日志文件位置
logfile /var/log/redis/redis-server.log# 设置密码
requirepass yourpassword# 最大内存限制
maxmemory 100mb# 内存满时的策略
maxmemory-policy allkeys-lru

配置生效

修改配置后需要重启 Redis 服务:

sudo systemctl restart redis-server  # 系统服务方式
或
redis-server /path/to/redis.conf     # 直接指定配置文件启动

三、Redis 基本使用

启动 Redis

redis-server          # 使用默认配置启动
redis-server /path/to/redis.conf  # 指定配置文件启动

连接 Redis

redis-cli             # 本地连接
redis-cli -h host -p port -a password  # 远程连接

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# 键操作
KEYS *
DEL key
EXPIRE key 60  # 设置60秒过期
TTL key        # 查看剩余生存时间

持久化操作

SAVE          # 同步保存数据到磁盘
BGSAVE        # 异步保存数据到磁盘

四、Redis 高级特性

事务

MULTI
SET key1 value1
SET key2 value2
EXEC

发布/订阅

# 终端1: 订阅频道
SUBSCRIBE news# 终端2: 发布消息
PUBLISH news "Hello World"

Lua 脚本

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

五、Redis 管理

查看服务器信息

INFO        # 查看所有信息
INFO memory # 查看内存相关信息
INFO stats  # 查看统计信息

性能测试

redis-benchmark -n 100000 -c 100

安全建议

  1. 设置密码 (requirepass)
  2. 重命名或禁用危险命令 (如 FLUSHALL, CONFIG)
    rename-command FLUSHALL ""
rename-command CONFIG "CONFIG-9b7d4e5f"
  3. 绑定特定IP，不要使用 0.0.0.0
  4. 使用防火墙限制访问

六、Redis 集群

主从复制

# 从服务器配置
replicaof 192.168.1.100 6379
masterauth yourpassword

Redis Cluster

  1. 创建集群:
    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. 连接集群:
    redis-cli -c -p 7000

七、常见问题解决

  1. 内存不足:

    • 设置 maxmemory 和 maxmemory-policy
    • 使用适当的数据类型减少内存占用

  2. 性能问题:

    • 避免使用 KEYS 命令，用 SCAN 代替
    • 使用管道(pipeline)减少网络往返

  3. 持久化问题:

    • 确保有足够的磁盘空间
    • 根据业务需求调整 save 配置

八、Redis 的主要特点

Redis 是一个高性能的内存键值数据库，支持多种数据结构，广泛应用于缓存、消息队列、实时分析等场景。以下是 Redis 的主要特点、使用场景以及性能指标数据：

  1. 高性能：

    • 单实例 QPS（每秒查询数）可达 18万（腾讯云 Redis 8.0），读写延迟低于 100μs。
    • 相比传统数据库，Redis 能处理 110,000 次读取/秒 和 81,000 次写入/秒。

  2. 支持多种数据结构：

    • 字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）。
    • 高级数据结构：位图（Bitmap）、HyperLogLog（基数统计）、地理空间索引（Geo）、流（Stream）。

  3. 持久化机制：

    • RDB（快照）：定时保存数据到磁盘。
    • AOF（日志）：记录所有写操作，保证数据安全。

  4. 高可用与分布式：

    • 主从复制（Replication）实现数据备份。
    • Redis Sentinel 提供自动故障转移。
    • Redis Cluster 支持数据分片，适用于大规模数据存储。

  5. 原子性操作：

    • 所有 Redis 操作都是原子性的，适合计数器、排行榜等场景。

九、Redis 的使用场景

  1. 缓存：

    • 减轻数据库压力，提高响应速度（如电商商品详情缓存）。
    • 腾讯云 Redis 8.0 在电商热词统计场景下，延迟 <5ms，QPS >18万。

  2. 会话存储（Session Storage）：

    • 存储用户登录状态，支持分布式 Web 应用。

  3. 排行榜/计数器：

    • 使用 Sorted Set 实现游戏排行榜、商品销量排行等。

  4. 消息队列：

    • 利用 List 或 Stream 实现异步任务处理（如订单队列）。

  5. 实时数据分析：

    • 使用 HyperLogLog 统计 UV（独立访客），或 BitMap 记录用户签到。

  6. 分布式锁：

    • 通过 SETNX 实现分布式环境下的资源互斥访问。

  7. 地理位置服务：

    • 使用 Geo 数据结构存储经纬度，支持附近的人查询。

  8. AI 与向量搜索：

    • Redis 8.2 支持 SVS-VAMANA 向量索引，适用于 AI 推理和高维数据检索。

十、Redis 性能指标对比

指标腾讯云 Redis 8.0阿里云 Redis 7.0华为云 GaussDB Cache
随机读延迟<100μs150μs180μs
单实例 QPS18万12万10万
主从故障恢复（RTO）<10秒30秒<30秒
冷数据存储成本0.024元/GB/月0.034元/GB/月-

十一、编程开发（1）：使用 hiredis（官方 C 客户端）

安装 hiredis

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

示例代码

#include <hiredis/hiredis.h>
#include <iostream>int main() {// 1. 连接 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. 执行 SET 命令redisReply *reply = (redisReply *)redisCommand(c, "SET foo bar");freeReplyObject(reply);// 3. 执行 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. 执行 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. 关闭连接redisFree(c);return 0;
}

编译运行

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

十二、编程开发（2）：使用 redis-plus-plus（推荐，现代 C++ 封装）

安装 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

示例代码

#include <sw/redis++/redis++.h>
#include <iostream>int main() {try {// 1. 创建 Redis 连接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. 发布/订阅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();  // 需要在另一个线程运行} catch (const sw::redis::Error &e) {std::cerr << "Redis error: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

编译运行

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

2个SDK功能对比

功能hiredisredis-plus-plus
易用性低（C 风格）高（C++ 封装）
线程安全否是
支持数据结构基础全量（STL 风格）
性能最高接近 hiredis
推荐场景极致性能需求一般 C++ 项目

常见问题

  1. 连接超时：检查 Redis 服务器是否运行 (redis-cli ping)。
  2. 内存泄漏：hiredis 需手动释放 redisReply。
  3. 线程安全：hiredis 非线程安全，redis-plus-plus 是线程安全的。

推荐优先使用 redis-plus-plus，除非你需要极致的性能控制。

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