Redis 详细教程

Redis 是一个基于内存的键值存储，支持丰富的数据结构，常用于缓存、消息队列、分布式锁、排行榜等场景。本文从安装开始，覆盖所有核心数据类型和常见实践。

安装与连接

macOS

Bash

        brew install redis
brew services start redis   # 后台启动
redis-cli                   # 进入交互式客户端

Linux（Ubuntu / Debian）

Bash

        sudo apt update && sudo apt install redis-server
sudo systemctl start redis
redis-cli

Docker（最推荐，环境干净）

Bash

        # 启动容器
docker run -d --name redis -p 6379:6379 redis:7-alpine

# 进入 CLI
docker exec -it redis redis-cli

基础连接与验证

Bash

        redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

# 测试连通性
PING              # 返回 PONG

# 如果设置了密码
AUTH your_password

# 选择数据库（默认 0，共 16 个）
SELECT 1

# 查看当前库的 key 数量
DBSIZE

# 查看所有 key（生产环境慎用，会阻塞）
KEYS *

# 模糊查找（推荐用 SCAN 替代 KEYS）
SCAN 0 MATCH user:* COUNT 100

数据类型总览

类型	典型用途
String	缓存、计数器、分布式锁
Hash	对象存储（用户信息、商品详情）
List	消息队列、最新动态、操作日志
Set	去重标签、共同好友、抽奖
ZSet（有序集合）	排行榜、带权重的队列
Stream	持久化消息队列（Kafka 轻量替代）
Bitmap	用户签到、布隆过滤器
HyperLogLog	超大规模 UV 统计（近似值）

String（字符串）

String 是最基础的类型，可以存文本、数字、二进制，最大 512 MB。

Bash

        # 存取
SET name "Alice"
GET name              # "Alice"

# 设置并指定过期时间（秒）
SET token "abc123" EX 3600

# 只有 key 不存在时才设置（分布式锁的基础）
SET lock "1" NX EX 10

# 批量操作
MSET k1 v1 k2 v2 k3 v3
MGET k1 k2 k3

# 追加内容
APPEND name " Smith"  # "Alice Smith"

# 数字操作
SET counter 0
INCR counter          # 1
INCRBY counter 5      # 6
DECR counter          # 5
DECRBY counter 2      # 3

# 浮点数递增
SET price 9.99
INCRBYFLOAT price 0.5  # 10.49

# 获取字符串长度
STRLEN name

# 获取旧值并设置新值
GETSET name "Bob"     # 返回 "Alice Smith"，设置为 "Bob"

收起

Hash（哈希）

Hash 适合存储结构化对象，避免频繁序列化/反序列化。

Bash

        # 设置单个字段
HSET user:1 name "Alice" age 25 email "alice@example.com"

# 获取单个字段
HGET user:1 name      # "Alice"

# 获取所有字段和值
HGETALL user:1

# 获取所有字段名
HKEYS user:1

# 获取所有字段值
HVALS user:1

# 获取字段数量
HLEN user:1

# 判断字段是否存在
HEXISTS user:1 email   # 1（存在）

# 删除字段
HDEL user:1 email

# 批量获取指定字段
HMGET user:1 name age

# 数字字段自增
HINCRBY user:1 age 1

# 只有字段不存在时才设置
HSETNX user:1 role "admin"

收起

List（列表）

List 是双端链表，支持从两端 push/pop，适合队列和栈。

Bash

        # 从左侧推入（头部）
LPUSH logs "event1" "event2" "event3"

# 从右侧推入（尾部）
RPUSH queue "task1" "task2"

# 从左侧弹出
LPOP logs

# 从右侧弹出
RPOP queue

# 阻塞弹出（0 表示永久等待，适合消费者场景）
BLPOP queue 0
BRPOP queue 30     # 最多等 30 秒

# 查看范围（0 -1 表示全部）
LRANGE logs 0 -1

# 获取指定下标的值
LINDEX logs 0

# 获取列表长度
LLEN logs

# 修剪，只保留指定范围
LTRIM logs 0 99    # 只保留前 100 条

# 在某个元素前/后插入
LINSERT logs BEFORE "event2" "new-event"

# 移除指定个数的匹配值
LREM logs 2 "event1"  # 删除 2 个值为 event1 的元素

收起

经典用法：消息队列

Bash

        # 生产者
RPUSH queue "msg1"

# 消费者（阻塞式，有消息立即返回）
BLPOP queue 0

Set（集合）

Set 是无序不重复集合，支持集合运算。

Bash

        # 添加成员
SADD tags "redis" "cache" "nosql"

# 判断是否存在
SISMEMBER tags "redis"   # 1

# 获取所有成员
SMEMBERS tags

# 集合大小
SCARD tags

# 移除成员
SREM tags "nosql"

# 随机取出（不移除）
SRANDMEMBER tags 2

# 随机弹出并移除
SPOP tags

# 集合运算
SADD set1 "a" "b" "c"
SADD set2 "b" "c" "d"

SUNION set1 set2       # 并集：a b c d
SINTER set1 set2       # 交集：b c
SDIFF set1 set2        # 差集：a（在 set1 但不在 set2）

# 将运算结果存入新 key
SUNIONSTORE result set1 set2
SINTERSTORE result set1 set2

收起

ZSet（有序集合）

ZSet 中每个成员都有一个分数（score），按分数排序，适合排行榜。

Bash

        # 添加成员（分数 成员名）
ZADD leaderboard 1000 "Alice" 850 "Bob" 1200 "Charlie"

# 获取成员的分数
ZSCORE leaderboard "Alice"   # 1000

# 按分数从低到高排名（0 表示第 1 名）
ZRANK leaderboard "Alice"    # 1（0-indexed）

# 按分数从高到低排名
ZREVRANK leaderboard "Alice" # 1

# 按排名范围查询（从低到高）
ZRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES

# 按排名范围查询（从高到低）
ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES

# 按分数范围查询
ZRANGEBYSCORE leaderboard 800 1100 WITHSCORES

# 分数自增
ZINCRBY leaderboard 100 "Alice"   # 1100

# 成员数量
ZCARD leaderboard

# 指定分数范围内的成员数
ZCOUNT leaderboard 900 1200

# 移除成员
ZREM leaderboard "Bob"

# 移除排名范围内的成员
ZREMRANGEBYRANK leaderboard 0 1

# 移除分数范围内的成员
ZREMRANGEBYSCORE leaderboard 0 800

收起

过期时间

Bash

        # 设置过期时间（秒）
EXPIRE key 3600

# 设置过期时间（毫秒）
PEXPIRE key 3600000

# 设置到具体时间戳（Unix 秒）
EXPIREAT key 1893456000

# 查看剩余时间（秒，-1 表示永不过期，-2 表示 key 不存在）
TTL key

# 查看剩余时间（毫秒）
PTTL key

# 移除过期时间（变为永久）
PERSIST key

持久化

Redis 默认是内存数据库，重启数据会丢失。持久化有两种方式：

RDB（快照）

定期将内存数据写入磁盘，是默认的持久化方式。

Bash

        # redis.conf 配置（每 60 秒，至少 1 个 key 变更就保存）
save 60 1
save 300 10
save 900 1

# 手动触发快照
BGSAVE      # 后台异步保存
SAVE        # 同步保存（会阻塞，不推荐生产使用）

优点：文件紧凑，恢复快。
缺点：两次快照之间的数据有丢失风险。

AOF（追加日志）

记录每条写操作命令，重启时重放来恢复数据。

Bash

        # redis.conf 开启 AOF
appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"

# 同步策略
appendfsync always    # 每次写都同步，最安全，性能最低
appendfsync everysec  # 每秒同步一次（推荐，最多丢 1 秒数据）
appendfsync no        # 由 OS 决定，性能最高，但风险最大

优点：数据安全，最多丢 1 秒。
缺点：文件比 RDB 大，恢复慢。

混合持久化（推荐，Redis 4.0+）

Bash

        # redis.conf
aof-use-rdb-preamble yes

AOF 文件开头存 RDB 快照，后面追加增量命令，兼顾速度和安全性。

发布 / 订阅

Bash

        # 订阅频道（会阻塞等待消息）
SUBSCRIBE news sports

# 发布消息
PUBLISH news "Breaking: Redis 8.0 released"

# 模式订阅
PSUBSCRIBE news.*

# 查看订阅信息
PUBSUB CHANNELS        # 活跃的频道列表
PUBSUB NUMSUB news     # 某频道的订阅者数量

注意：发布订阅是"即发即忘"，没有持久化。需要可靠消息队列，推荐使用 Stream 或 Redis + MQ。

事务

Redis 事务通过 MULTI / EXEC 实现，保证命令的原子性执行（但不支持回滚）。

Bash

        MULTI          # 开启事务
SET k1 "v1"   # 加入队列
SET k2 "v2"
INCR counter
EXEC           # 执行所有命令

# 放弃事务
DISCARD

Watch（乐观锁）：

Bash

        WATCH balance         # 监听 key

MULTI
DECRBY balance 100
EXEC                  # 如果 balance 在 WATCH 之后被其他客户端修改，EXEC 返回 nil

Pipeline（批量请求）

Pipeline 将多条命令打包一次性发送，减少网络往返，大幅提升吞吐量。

Bash

        # redis-cli 中
redis-cli --pipe << EOF
SET k1 v1
SET k2 v2
INCR counter
EOF

各语言客户端都有 Pipeline 支持，以 Node.js（ioredis）为例：

Javascript

        const pipeline = redis.pipeline()
pipeline.set('k1', 'v1')
pipeline.set('k2', 'v2')
pipeline.incr('counter')
await pipeline.exec()

常见使用场景

缓存

Bash

        # 旁路缓存模式（Cache Aside）
# 1. 读：先查 Redis，命中直接返回；未命中查数据库，再写入 Redis
# 2. 写：先更新数据库，再删除 Redis 缓存（保证一致性）

SET user:1:profile "{...}" EX 300

分布式锁

Bash

        # 加锁：NX 保证只有一个客户端能设置成功，EX 避免死锁
SET lock:order:123 "client-uuid" NX EX 30

# 释放锁：必须校验 value 是自己的，再删除（防止误删他人的锁）
# 用 Lua 脚本保证原子性
EVAL "
  if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call('del', KEYS[1])
  else
    return 0
  end
" 1 lock:order:123 client-uuid

计数器与限流

Bash

        # 接口限流：每个用户每分钟最多 100 次
INCR rate:user:123
EXPIRE rate:user:123 60

# 或使用原子操作
SET rate:user:123 0 EX 60 NX  # 第一次请求时初始化
INCR rate:user:123             # 每次请求递增

排行榜

Bash

        # 更新分数
ZINCRBY leaderboard 10 "user:123"

# 获取 Top 10
ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES

# 查询某用户排名
ZREVRANK leaderboard "user:123"

Session 存储

Bash

        SET session:abc123 "{userId: 1, role: admin}" EX 86400
GET session:abc123
EXPIRE session:abc123 86400   # 续期

缓存三大问题

缓存穿透

现象： 请求的 key 在缓存和数据库中都不存在，每次都打到数据库。

解决：

缓存空值：即使数据库没有，也在 Redis 缓存一个空值，并设置较短过期时间
布隆过滤器：请求进来先判断是否可能存在，不存在直接拒绝

缓存击穿

现象： 某个热点 key 过期的瞬间，大量请求同时打到数据库。

解决：

热点 key 不过期（或逻辑过期）
互斥锁：第一个请求查数据库并重建缓存，其余等待

缓存雪崩

现象： 大量 key 在同一时间集中过期，导致数据库被瞬间压垮。

解决：

过期时间加随机值，避免集中过期
热点数据永不过期，异步刷新
服务降级 + 熔断保护数据库

常用管理命令

Bash

        # 查看 Redis 信息（内存、连接、持久化等）
INFO
INFO memory
INFO server

# 查看慢查询日志
SLOWLOG GET 10

# 清空当前数据库（慎用）
FLUSHDB

# 清空所有数据库（慎用）
FLUSHALL

# 查看 key 类型
TYPE key

# 删除 key
DEL key1 key2

# 异步删除（大 key 推荐，避免阻塞）
UNLINK key

# 重命名 key
RENAME old-key new-key

# 查看内存使用（单个 key）
MEMORY USAGE key

Fonnpo