最近把redis实现以及原理这边书过了一遍，本文为该书阅读过程中的一些纲要以及重要知识点的小记，方便日后查阅。

推荐书籍：redis设计与实现
本文中所摘录的内容大部分来自该书

redis 类型

redis 类型	地层数据结构	特点
REDIS_STRING	REDIS_CODING_INT	int 类型的字符串
REDIS_STRING	REDIS_CODING_EMBSTR	长度小于32字节的字符串
REDIS_STRING	REDIS_CODING_RAW	长度大于等于32字节的字符串使用sds
REDIS_LIST	REDIS_CODING_ZIPLIST	压缩表，值小于64字节，表长不大于512
REDIS_LIST	REDIS_CODING_LIKNEDLIST	双向链表
REDIS_HASH	REDIS_CODING_ZIPLIST	压缩表，keyvalue 为一个节点
REDIS_HASH	REDIS_CODING_HT	哈希表，键或值不小于64或表长大于512
REDIS_SET	REDIS_CODING_INTSET	整数集合，全部为整数，表长不大于512
REDIS_SET	REDIS_CODING_HT	哈希表
REDIS_ZSET	REDIS_CODING_ZIPLIST	压缩表 value score, value小于64字节，长度不大于128
REDIS_ZSET	REDIS_CODING_SKIPLIST	跳跃表

tips

redis 的 zset 如果使用 skiplist 则会同时创建 skiplist跟dict，以便结合使用获取到更高的性能，如查找单个元素可以使用字典加速，如使用 zrank zrance 等命令，则使用跳跃表以便有序的访问相关节点。

命令

# 查询对象的编码信息
object encoding key <subkey>

# 查询对象的lru时间
object idletime key

redis key 过期操作

redis 惰性删除以及定期删除结合淘汰过期键

惰性删除：在操作数据是如getset等操作时检测是否过期，如果过期则将该条数据删除
定期删除：每隔一段时间循环遍历所有的db，从db中随机选取一部分key，检测是否过期。该循环遍历过程可能发生在多个时间周期内（比如这次遍历了2个db，下次继续之前的index继续遍历)，每个时间周期的最长执行时间以及最大检测key个数均有设置，超过了则停止，下次继续上次的db遍历。

RDB 保存快照的备份方式 （Relational Database）

save 阻塞所有客户端请求
bgsave 后台处理保存快照的命令

在使用保存功能时，不保存以及过期的键
如果服务器开启了RDB功能，那么在服务器启动时，将对RDB文件中的保存的键进行检查，如果未过期则载入到内存中。载入RDF文件时，服务器会阻塞所有客户端请求

# 60秒之内对数据库至少进行了10000次修改则执行 besave命令
save 60 10000
# 多个条件可以分别触发，比如达到了5秒内200次也会执行 basave命令
save 5 200

AOF binlog 的模式 （Append Only File）

当键过期时并不会立即存储到log文件中，而是等到真正的清除的时候，即执行惰性删除或者定期删除的时候追加 del 命令到log文件中。

AOF文件重写，fork新进程写新文件，fork之后的命令缓存，待新文件写完毕以后将缓存的命令追加的新的文件中，然后用新的文件替换旧的文件

追加文件的模式有三种，

模式	描述
always	一条命令刷新一次
everysec	超过一秒未刷新则此次写入刷新
no	不刷新，只write不flush，让操作系统自己管理

主从模式下的 过期策略

主服务器会启用惰性删除以及定期删除，当删除过期键时，发送del命令到从服务器，从服务器执行删除逻辑。
而从服务器是不会主动处理过期键的，除非从主服务器接收到了del命令，比如执行get命令时，从服务器发现键以及过期，但是不会执行删除命令，而是将键返回给客户端。
而当主服务执行get命令是，发现过期键，则会执行del，并且将del命令发送给从服务器，并且返回客户端null

redis 发布订阅

# 订阅 test_channel
subscribe test_channel
# 订阅 pattern
psubscribe test_channel[12]

# 在 test_channel 上面发布 hi消息
publish test_channel hi

# 其他查询命令
pubsub channels
pubsub numsub
pubsub numpat

事务

watch name
multi
set name "test"
get name
exec

如果exec执行钱，name的值被其他客户端修改了，则服务器拒绝执行该事务

/**
     * 以下代码使用spring redis获取
     * redis 事务
     * 如果 watch 的 test_msg 在观察之后发生了写入事件变化
     * 则该事务不会执行成功
     * 事务的执行在exec时才会发生
     * 如果执行成功则返回test_msg的值否则返回空列表
     */
    @Test
    public void test() {
        stringRedisTemplate.setEnableTransactionSupport(true);
        stringRedisTemplate.watch("test_msg");
        stringRedisTemplate.multi();
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("test_msg", "value");
        stringRedisTemplate.opsForValue().get("test_msg");
        List<Object> exec = stringRedisTemplate.exec();
        System.out.println(exec);
    }
    

集群模式

redis集群不同节点通过分配不同的slot组成一个集群
该集群中，如果访问任一个节点后执行key相关命令
则集群节点会将该key hash到 0-16383 中的一个slot中，并且
集群中slot会被设置到集群节点上，如果该key在所访问的节点上则执行，
否则返回 moved 命令，客户端接到moved命令后，根据moved命令的ip端口
访问slot所在的集群节点。

# 集群配置 将 ip port 加入到本机所在的集群网络
cluster meet ip port

# 查看集群内节点信息
cluster nodes

# 给当前节点添加slot （0-16383）
cluster addslots slot1 <slot2...>
cluster addslots {0..5000}

# moved 命令返回给客户端，客户端会自动访问新的ip端口，即slot所在的节点
moved slot ip:port

小计
slot分布
moved ack 命令区别
集群同步相关

# 集群模式连接服务器
redis-cli -c -p 7000
# 单机模式连接服务器
redis-cli -p 7000

tips: 单机模式下连接，服务器返回moved命令客户端不会自动重定向

集群  
CLUSTER INFO 打印集群的信息  
CLUSTER NODES 列出集群当前已知的所有节点（node），以及这些节点的相关信息。  
节点  
CLUSTER MEET <ip> <port> 将 ip 和 port 所指定的节点添加到集群当中，让它成为集群的一份子。  
CLUSTER FORGET <node_id> 从集群中移除 node_id 指定的节点。  
CLUSTER REPLICATE <node_id> 将当前节点设置为 node_id 指定的节点的从节点。  
CLUSTER SAVECONFIG 将节点的配置文件保存到硬盘里面。  
槽(slot)  
CLUSTER ADDSLOTS <slot> [slot ...] 将一个或多个槽（slot）指派（assign）给当前节点。  
CLUSTER DELSLOTS <slot> [slot ...] 移除一个或多个槽对当前节点的指派。  
CLUSTER FLUSHSLOTS 移除指派给当前节点的所有槽，让当前节点变成一个没有指派任何槽的节点。  
CLUSTER SETSLOT <slot> NODE <node_id> 将槽 slot 指派给 node_id 指定的节点，如果槽已经指派给另一个节点，那么先让另一个节点删除该槽>，然后再进行指派。  
CLUSTER SETSLOT <slot> MIGRATING <node_id> 将本节点的槽 slot 迁移到 node_id 指定的节点中。  
CLUSTER SETSLOT <slot> IMPORTING <node_id> 从 node_id 指定的节点中导入槽 slot 到本节点。  
CLUSTER SETSLOT <slot> STABLE 取消对槽 slot 的导入（import）或者迁移（migrate）。  
键  
CLUSTER KEYSLOT <key> 计算键 key 应该被放置在哪个槽上。  
CLUSTER COUNTKEYSINSLOT <slot> 返回槽 slot 目前包含的键值对数量。  
CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count> 返回 count 个 slot 槽中的键。  

原子操作

# 如果key不存在则添加，否则返回null且不更新
set key value nx

# incr 自增后为21 该操作为原子性的
# decr 自减后为20 该操作为原子性的
# incrby 增加后为30 该操作为原子性的
set page_value 20
incr page_value
decr page_value
incrby page_value 10

一些其他命令小计

select db_name

setex str_key str_value key_at_time

expireat    key at_time
pexpireat   key at_time_ms

expire key ttl
expre  key ttl_ms
ttl key
pttl key

persist key


set key value
sadd key value1 <value2 ...>
rpush key value1 <value2 ...>

client list
client setname clientname

# 主从配置
slaveof  127.0.0.1 6379

sort

rpush test_list 5 3 2 1 4
sort test_list 
sort test_list asc
sort test_list desc

sadd fruit "banana" "apple" "cherry"
sort fruit alpha

 1)  "apple"
 2)  "banana"
 3)  "cherry"

mset apple-price 8 banana-price 5.5 cherry-price 7
sort fruit by *-price

 1)  "banana"
 2)  "cherry"
 3)  "apple"

mset apple-id "fruit-08" banana-id "fruit-55" cherry-id "fruit-70"
sort fruit by *-id alpha desc

 1)  "cherry"
 2)  "banana"
 3)  "apple"

sort fruit by *-id alpha asc limit 1 2

 1)  "banana"
 2)  "cherry"

sadd students "perter" "jack" "tom"
mset perter-name "Perter White" jack-name "Jack Snow" tom-name "Tom smith"
sort students alpha get *-name

 1)  "Jack Snow"
 2)  "Perter White"
 3)  "Tom smith"

sort students alpha store sorted_students
lrange sorted_students 0 -1

 1)  "jack"
 2)  "perter"
 3)  "tom"

#### 完整版如下 类 sql
sort <key> alpha desc by <by-pattern> limit <offset> <count> get <get-pattern> store <store-key>

bit 操作

setbit
getbit
bitcount
bittop

# 设置0位为1
setbit bit 0 1          # 0000 0001     >0
setbit bit 3 1          # 0000 1001     >0
setbit bit 0 0          # 0000 1000     >1

# 获取0位的值
getbit bit 0            #  0000 1000    >0
getbit bit 3            #  0000 1000    >1

# bit count 1的数量
bitcount bit            #  0000 1000    >1

bittop and andresult bit1 bit2 bit3
bittop or orresult bit1 bit2 bit3
bittop xor xorresult bit1 bit2 bit3
bittop not notresult bit1