From 69120a25fa6445af5f86a99b246624ad3b444319 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: wxin <15253413025@163.com> Date: Sat, 15 Mar 2025 10:53:58 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E4=B8=8A=E4=BC=A0=E6=96=87=E4=BB=B6=E8=87=B3?= =?UTF-8?q?=20/?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- redis扩展部分.md | 429 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 429 insertions(+) create mode 100644 redis扩展部分.md diff --git a/redis扩展部分.md b/redis扩展部分.md new file mode 100644 index 0000000..d185b48 --- /dev/null +++ b/redis扩展部分.md @@ -0,0 +1,429 @@ +

Redis 扩展部分

+ +------ + +## 一：分布式锁简介 + +### 1. 简介 + +分布式锁：满足分布式系统或集群模式下多进程可见并且互斥的锁 + +​ 分布式锁的核心思想就是让大家都使用同一把锁，只要大家使用的是同一把锁，那么我们就能锁住线程，不让线程进行，让程序串行执行，这就是分布式锁的核心思路 + +![](accents\image-202503140001.png) + +### 2. 分布式锁满足的条件 + +- 可见性：多个线程都能看到相同的结果，注意：这个地方说的可见性并不是并发编程中指的内存可见性，只是说多个进程之间都能感知到的变化 +- 互斥：互斥是分布式锁的最基本的条件，使得程序串行执行 +- 高可用：程序不易崩溃，时时刻刻都保证较高的可用性 +- 高性能：由于加锁本身就让性能降低，所有对于分布式锁本身需要他就较高的加锁性能和释放锁性能 +- 安全性：安全也是程序中必不可少的一环 + +![](E:\自我整理\redis\accents\image-202503140002.png) + +### 3. 常见的分布式锁 + +Mysql：本身就带有锁机制，但是由于mysql性能本身一般，所以采用分布式锁的情况下，其实使用mysql作为分布式锁比较少见 + +Redis：作为分布式锁是非常常见的一种使用方式，现在企业级开发中基本都使用redis或者zookeeper作为分布式锁，利用setnx这个方法，如果插入key成功，则表示获得到了锁，如果有人插入成功，其他人插入失败则表示无法获得到锁，利用这套逻辑来实现分布式锁 + +Zookeeper：也是企业级开发中较好的一个实现分布式锁的方案 + +![](E:\自我整理\redis\accents\image-202503140003.png) + +### 4. 设置分布式锁 + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> set name zhangsan NX EX 10 +# 添加锁 NX是互斥的 EX设置超时时间 +127.0.0.1:6379> setnx class cloud +# 使用SETNX创建互斥锁 +``` + +删除： + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> del key +``` + +注意： + +- 在获取锁时加入过期时间；可以避免服务宕机，然后死锁 +- 添加释放锁需要判断是否是当前线程，避免锁误删操作 + +### 5. 核心思路 + +​ 我们利用redis 的setNx方法，当有多个线程进入时，我们就利用该方法，第一个线程进入时，redis 中就有这个key 了，返回了1，如果结果是1，则表示他抢到了锁，那么他去执行业务，然后再删除锁，退出锁逻辑，没有抢到锁的，等待一定时间后重试即可 + +![](E:\自我整理\redis\accents\image-202503140004.png) + +### 6. 锁的基本接口 + +![](E:\自我整理\redis\accents\image-202503140005.png) + +## 二：Redis 数据结构 + +​ Redis支持的主要数据结构：字符串、列表、哈希、集合、有序集合等 + +### 1. 字符集（String） + +**描述：** + +​ 最简单的键值对类型，值可以是字符串、整数或二进制数据（最大512MB） + +**应用场景：** + +- 缓存静态数据（如HTML片段、用户会话）。 +- 计数器（文章阅读量、点赞量）。 +- 分布式锁（结合 SET key value NX PX 实现）。 + +**常用命令：** + +```shell +SET key value # 设置键值 +GET key # 获取值 +INCR key # 值自增1（原子性） +DECR key # 值自减1 +APPEND key value # 追加字符串 +STRLEN key # 获取字符串长度 +SETEX key seconds value # 设置值并指定过期时间（秒） +``` + +例子： + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> set key value +OK +127.0.0.1:6379> get key +"value" +127.0.0.1:6379> exists key +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> strlen key +(integer) 5 +127.0.0.1:6379> del key +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> get key +(nil) +``` + + + +### 2. 列表（List） + +**描述：** + +​ 有序的字符串集合，支持双向操作（类似链表），允许重复元素。 + +**应用场景：** + +- 消息队列（LPUSH + BRPOP 实现阻塞队列）。 +- 最新消息列表（如微博 Timeline）。 +- 记录用户操作历史（保留最近N条记录）。 + +**常用命令：** + +```shell +LPUSH key value1 [value2] # 左侧插入元素 +RPUSH key value1 [value2] # 右侧插入元素 +LPOP key # 左侧弹出元素 +RPOP key # 右侧弹出元素 +LRANGE key start stop # 获取指定范围的元素 +LINDEX key index # 获取指定索引的元素 +LLEN key # 获取列表长度 +``` + +例子： + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> rpush myList value1 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> rpush myList value2 value3 +(integer) 3 +127.0.0.1:6379> lpop myList +"value1" +127.0.0.1:6379> lrange myList 0 1 +1) "value2" +2) "value3" +127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1 +1) "value2" +2) "value3" +``` + + + +### 3. 希哈（Hash） + +**描述：** + +​ 键值对的集合，适合存储对象（如用户信息），支持字段级操作。 + +**应用场景：** + +- 存储对象（如用户信息：user：1 包含 name，age 等字段）。 +- 聚合统计（如商品属性管理）。 +- 节省内存（相比 JSON 字符串存储，哈希支持按需存取字段）。 + +**常用命令：** + +```shell +HSET key field value # 设置字段值 +HGET key field # 获取字段值 +HGETALL key # 获取所有字段和值 +HDEL key field # 删除字段 +HEXISTS key field # 判断字段是否存在 +HINCRBY key field increment # 字段值自增整数 +``` + +例子： + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> hmset userInfoKey name "guide" description "dev" age 24 +OK +127.0.0.1:6379> hexists userInfoKey name +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> hget userInfoKey name +"guide" +127.0.0.1:6379> hget userInfoKey age +"24" +127.0.0.1:6379> hgetall userInfoKey +1) "name" +2) "guide" +3) "description" +4) "dev" +5) "age" +6) "24" +127.0.0.1:6379> hset userInfoKey name "GuideGeGe" +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> hget userInfoKey name +"GuideGeGe" +127.0.0.1:6379> hincrby userInfoKey age 2 +(integer) 26 + +``` + + + +### 4. 集合（Set） + +描述： + +​ 无序且唯一的字符串集合，支持交并差运算。 + +应用场景： + +- 标签系统（如文章标签）。 +- 唯一性控制（如抽奖用户去重）。 +- 社交关系（共同关注、好友推荐）。 + +常用命令： + +```shell +SADD key member1 [member2] # 添加元素 +SMEMBERS key # 获取所有元素（谨慎使用，可能阻塞） +SISMEMBER key member # 判断元素是否存在 +SINTER key1 key2 # 计算多个集合的交集 +SUNION key1 key2 # 计算并集 +SDIFF key1 key2 # 计算差集（key1有但key2无） +SPOP key # 随机弹出一个元素 +``` + +例子： + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> sadd mySet value1 value2 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> sadd mySet value1 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> smembers mySet +1) "value1" +2) "value2" +127.0.0.1:6379> scard mySet +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> sismember mySet value1 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> sadd mySet2 value2 value3 +(integer) 2 +``` + + + +### 5. 有序集合（Sorted Set / ZSet） + +**描述：** + +​ 元素唯一且按分数（score）排序的集合，支持范围查询和排名。 + +**应用场景：** + +- 排行榜（如游戏积分排行）。 +- 延时队列（用时间戳作为 score，定时获取到期任务）。 +- 范围查询（如按价格区间筛选商品）。 + +**常用命令：** + +```bash +ZADD key score1 member1 [score2 member2] # 添加元素（带分数） +ZRANGE key start stop [WITHSCORES] # 按升序获取元素 +ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] # 按降序获取元素 +ZRANK key member # 获取元素升序排名 +ZSCORE key member # 获取元素的分数 +ZRANGEBYSCORE key min max # 按分数范围查询 +ZINCRBY key increment member # 增加元素的分数 +``` + +例子： + +```bash +[root@redis ~]# redis-cli +127.0.0.1:6379> zadd myZset 2.0 value1 1.0 value2 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> zcard myZset +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> zscore myZset value1 +"2" +127.0.0.1:6379> zrange myZset 0 1 +1) "value2" +2) "value1" +127.0.0.1:6379> zrevrange myZset 0 1 +1) "value1" +2) "value2" +127.0.0.1:6379> zadd myZset2 4.0 value2 3.0 value3 +(integer) 2 +``` + + + +## 三：Redis 事务处理 + + Redis 的事务处理机制与关系型数据库（如MySQL）的ACID事务有所不同，它通过 MULTI 、EXEC、DISCARD、WATCH等命令实现，提供了一种弱事务性保证。 + +### 1. Redis 事务核心命令 + +```shell +MULTI # 标记事务开始，后续命令会被放入列表，等待EXEC执行 +EXEC # 执行事务队列中的所有命令 +DISCARD # 取消事务，清空队列中的命令 +WATCH # 监视一个或多个键，若事务执行前这些键被修改，则事务终止（乐观锁机制） +UNWATCH # 取消对所有键的监视 +``` + +### 2. 事务执行流程 + +基本事务（无 WATCH） + +```bash +# 开启事务 +> MULTI +OK + +# 命令入队（不立即执行） +> SET key1 "value1" +QUEUED +> INCR key2 +QUEUED +> GET key1 +QUEUED + +# 执行事务（原子性） +> EXEC +1) OK # SET 结果 +2) (integer) 5 # INCR 结果 +3) "value1" # GET 结果 +``` + +使用 WATCH 实现乐观锁 + +```bash +# 监视键 balance +> WATCH balance +OK + +# 获取当前余额 +> GET balance +"100" + +# 开启事务 +> MULTI +OK + +# 扣减余额 +> DECRBY balance 20 +QUEUED + +# 执行事务（若 balance 未被其他客户端修改，则成功） +> EXEC +1) (integer) 80 # 执行成功 + +# 若 balance 被其他客户端修改，EXEC 返回 nil，事务终止 +> EXEC +(nil) +``` + +### 3. Redis 事务的特性 + +**原子性：** + +- 事务队列中的命令要么全部执行，要么全部不执行（通过 EXEC 触发原子性）。 +- 注意：Redis 事务不支持回滚（Rollback）。即使某个命令执行失败，其他命令仍会继续执行。 + +**隔离性：** + +- 事务中的命令在 EXEC 前不会实际执行，因此其他客户端无法看到中间状态。 +- 无脏读 / 不可重复读问题，但可能存在竞态条件（需配合 WATCH 解决）。 + +**错误处理：** + +- 入队错误（如对字符串执行INCR）：事务提交时（EXEC）会拒绝整个事务。 + + ```shell + > MULTI + OK + > SET key1 "value1" + QUEUED + > INVALID_COMMAND # 错误命令 + (error) ERR unknown command 'INVALID_COMMAND' + > EXEC + (error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors. + ``` + + + +- 执行错误（）：仅错误命令失败，其他命令继续执行。 + + ```shell + > SET key3 "abc" + OK + > MULTI + OK + > INCR key3 # 执行时会失败 + QUEUED + > SET key4 "value4" + QUEUED + > EXEC + 1) (error) ERR value is not an integer or out of range + 2) OK # SET key4 成功执行 + ``` + + + +### 4. 事务使用场景 + +批量操作原子性：如批量更新用户状态、清理缓存键。 + +简单事务性逻辑：如转账操作（需配合 WATCH 监控余额）。 + +避免中间状态暴露：在 MULTI 和 EXEC 之间执行的命令不会立即生效。 + +### 5. 注意事项 + +- 避免事务中包含耗时操作：事务执行期间会阻塞其他客户端命令，影响性能。 +- 合理使用 WATCH：过度使用 `WATCH` 可能导致频繁事务失败，需结合重试机制。 +- 优先使用 Lua 脚本：对于复杂逻辑或需严格原子性的场景，Lua 脚本更可靠。 +- 事务不支持回滚：需在应用层处理部分失败的情况（如日志补偿）。 \ No newline at end of file