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第 25 章 · Redis

一句话：把数据放在内存里的键值数据库，读写快，自带过期，常用作缓存、会话、排行榜、简单队列。 用它还是用别的：要快、允许丢、数据量放得进内存就用它；要持久可靠保存的业务数据用 PostgreSQL 或 MySQL；复杂队列用 RabbitMQ 或 Kafka（第 26 章选型表）。 核对版本：Redis 8，2026-10

25.1 安装与版本

Section titled “25.1 安装与版本”

本书用 Docker 跑 Redis。在随书的 compose/ 目录下启动，Compose 的用法详见第 13 章：

终端窗口
docker compose --profile cache up -d

宿主机端口是 6379，不设口令，程序里连 localhost:6379 即可。数据存在命名卷 redisdata 里，docker compose --profile cache down 不会删。

进 Redis 的命令行客户端 redis-cli，出现 127.0.0.1:6379> 提示符后输入 PING，返回 PONG 就是通了：

终端窗口
docker compose exec redis redis-cli

本章 25.3 和 25.4 的命令都在这个提示符下输入，按 Ctrl+C 或输入 exit 退出。只跑一条命令时可以直接跟在后面，如 docker compose exec redis redis-cli DBSIZE。

查版本：

终端窗口
docker compose exec redis redis-cli INFO server | grep redis_version
终端窗口
docker compose exec redis redis-cli INFO server | Select-String redis_version

不想用 Docker、要在本机安装的，见 25.7 的“下载与本机安装”。

25.2 五分钟概念

Section titled “25.2 五分钟概念”
  • 键值（Key-Value）：每条数据是一个键加一个值。键是字符串，习惯用冒号分层，如 user:1、session:abc；值有多种结构，见下一条。没有表、没有 SQL，按键存取。
  • 五种核心数据结构：String 存一段文本、JSON 或计数器；Hash 存一个对象的多个字段，如用户的姓名和年龄；List 是有序列表，两头进出，做简单队列；Set 是不重复的集合，做标签、去重、求共同好友；Sorted Set（有序集合）每个成员带一个分数，按分数排序，做排行榜。
  • 过期（TTL，Time To Live）：给键设一个存活时间，到点 Redis 自动删掉它。缓存、验证码、会话都靠它，不用自己写清理任务。
  • 单线程执行命令：Redis 一次只执行一条命令，执行完再轮到下一条。所以普通命令极快，但一条慢命令（如对百万个键的 KEYS *）会让所有客户端一起等，见 25.6。
  • 持久化（Persistence）：内存里的数据断电就没，Redis 用两种方式落盘。RDB（Redis Database，快照文件）定时把全部数据拍成一个快照文件 dump.rdb，重启丢最后一次快照之后的写入；AOF（Append Only File）把每条写命令追加到日志，默认每秒刷一次盘，最多丢一秒。随书 compose 已开 AOF。
  • 数据库编号：一个 Redis 实例里有 16 个库，编号 0 到 15，默认用 0 号，用 SELECT 1 切换。各库的键互不可见，但共用内存和线程，一般只用 0 号，要隔离就再起一个实例。

25.3 常用命令

Section titled “25.3 常用命令”

命令名大小写都行，键名区分大小写。表里的 k、q、tags、board 都是示例键名；返回 (nil) 表示键不存在，(integer) 1 表示成功或真，0 表示没做或假。

任务 命令 说明
连接与查看
测试连接 PING 返回 PONG 就是通的
看内存用量 INFO memory 看 used_memory_human 一行；不带参数输出全部信息
当前库有多少键 DBSIZE 只数当前库
实时看所有命令 MONITOR 调试用，吞吐量会明显下降，生产别开；Ctrl+C 退出
String
写一个值 SET k v 已有就覆盖，原来的过期时间也会清掉
读一个值 GET k 不存在返回 (nil)
写入并设过期 SET k v EX 60 60 秒后自动删；毫秒用 PX
不存在才写 SET k v NX 写成返回 OK，已存在返回 (nil)，做锁用
计数加一 INCR k 原子操作，多个客户端同时加也不会少算；加任意数用 INCRBY k 10
一次读多个 MGET k1 k2 按顺序返回，不存在的位置是 (nil)
Hash
写对象的字段 HSET user:1 name Tom age 20 一次可写多个字段，只改给出的字段
读一个字段 HGET user:1 name 返回 "Tom"
读全部字段 HGETALL user:1 字段和值交替列出；字段上万时别用
删字段 HDEL user:1 age 字段数字加减用 HINCRBY user:1 age 1
List
从左边放入 LPUSH q a 返回放入后的长度
从右边取出 RPOP q 和 LPUSH 配合就是先进先出的队列
看全部元素 LRANGE q 0 -1 -1 表示最后一个，不会删除元素
阻塞地取 BRPOP q 5 队列空就等最多 5 秒，等不到返回 (nil)，消费者用它不用轮询
Set
加成员 SADD tags a b 已有的成员不重复加
列出全部成员 SMEMBERS tags 顺序不固定
是否包含 SISMEMBER tags a 返回 1 或 0
求交集 SINTER s1 s2 两个集合都有的成员，如共同好友
Sorted Set
写分数 ZADD board 100 tom 已有成员就改分数
加分 ZINCRBY board 5 tom 返回加完后的分数
前十名 ZRANGE board 0 9 REV WITHSCORES 高分在前，成员和分数交替列出
查名次 ZREVRANK board tom 高分在前的名次，从 0 数；ZRANK 是低分在前
查分数 ZSCORE board tom 不在榜上返回 (nil)
过期
设过期 EXPIRE k 60 对已有的键设 60 秒；取消过期用 PERSIST k
还剩多少秒 TTL k -1 是永不过期，-2 是键不存在
键管理
是否存在 EXISTS k 返回 1 或 0
删键 DEL k 立即删，大键会卡住整个 Redis
异步删键 UNLINK k 后台释放内存，删大键用它
按模式找键 SCAN 0 MATCH user:* COUNT 100 返回下一个游标和一批键，拿游标再查，直到游标为 0；别用 KEYS *
发布订阅
订阅频道 SUBSCRIBE ch 进入等待状态，收到一条打印一条，Ctrl+C 退出
发消息 PUBLISH ch msg 另开一个 redis-cli 发，返回收到的订阅者数；没人订阅消息就丢
运维
看慢命令 SLOWLOG GET 10 最近 10 条超过 10 毫秒的命令，含耗时和参数
一个键占多少内存 MEMORY USAGE k 单位字节
看配置项 CONFIG GET maxmemory 返回字节数，0 表示不限
手动做快照 BGSAVE 后台写 dump.rdb，基本不阻塞其他命令（数据量大时 fork 那一下可能卡）
清空当前库 FLUSHDB 生产慎用：当前库全部键立即删除，无法恢复

25.4 典型工作流

Section titled “25.4 典型工作流”

给查询加缓存（Cache-Aside）

Section titled “给查询加缓存（Cache-Aside）”

查用户信息时先看 Redis，没有再查数据库并写回。下面用 redis-cli 把程序要做的读、写回、改库、删缓存四步手动走一遍：

  1. 进命令行：docker compose exec redis redis-cli。
  2. 读缓存，返回 (nil) 表示没有缓存：GET user:1。
  3. 程序查数据库，把结果写进缓存，5 分钟后过期：SET user:1 '{"id":1,"name":"Tom"}' EX 300。
  4. 再读一次，这次直接拿到 JSON，不用查库：GET user:1。
  5. 看缓存还剩几秒：TTL user:1。
  6. 用户改了名字，程序先更新数据库，再删缓存：DEL user:1。
  7. 下次读又是 (nil)，回到第 3 步，写回的就是新数据：GET user:1。

顺序必须是先改库再删缓存。反过来，删缓存和改库之间如果有请求读到旧数据并写回缓存，旧数据要等 5 分钟过期后才会消失。

缓存旁路的读写路径：读先查 Redis，未命中查库并写回；写先改库再删缓存

做一把分布式锁

Section titled “做一把分布式锁”

多台机器上的定时任务，同一时刻只允许一台执行：

  1. 抢锁，值用每次随机生成的字符串（如 UUID），30 秒后自动释放：SET lock:job1 8f14e45f NX PX 30000。

  2. 返回 OK 是抢到了；返回 (nil) 说明别人持有，看还剩多少毫秒再决定等不等：PTTL lock:job1。

  3. 抢到后干活。干活时间要明显短于 30 秒，否则锁会在活没干完时过期。

  4. 干完释放锁，用下面这段 Lua 脚本：值等于自己加锁时的随机值才删，不等就不动。

    -- KEYS[1] 是锁的键，ARGV[1] 是加锁时用的随机值
    if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
        return redis.call("DEL", KEYS[1])
    else
        return 0
    end

  5. 在 redis-cli 里执行这段脚本，1 表示后面跟一个键，返回 (integer) 1 是删掉了，0 是锁已经不是你的：EVAL "if redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('DEL', KEYS[1]) else return 0 end" 1 lock:job1 8f14e45f。

为什么不能干完直接 DEL lock:job1：如果活干了 35 秒，锁在第 30 秒已经过期，另一台机器抢到了新锁，这时你的 DEL 删掉的是别人的锁，第三台机器又能抢到，同时有两台在跑。先 GET 比对再 DEL 分两条命令也不行，两条之间锁可能刚好过期易主；Lua 脚本在 Redis 里一次执行完，中间不会插进别的命令。

排行榜

Section titled “排行榜”

游戏或积分榜，按分数实时排名：

  1. 写入三个人的分数：ZADD board 100 tom 90 jerry 120 alice。
  2. tom 赢了一局加 5 分，返回新分数 "105"：ZINCRBY board 5 tom。
  3. 取前十名，高分在前，带分数：ZRANGE board 0 9 REV WITHSCORES。
  4. 查 tom 排第几，返回 (integer) 1，从 0 数所以是第二名：ZREVRANK board tom。
  5. 查 tom 的分数：ZSCORE board tom。

分数相同的成员按名字的字典序倒序排列。

25.5 配置要点

Section titled “25.5 配置要点”

配置文件的位置：

范围 路径
配置文件（Linux） /etc/redis/redis.conf
配置文件（Windows） —
配置文件（Docker 镜像内） 默认无配置文件，用启动参数
数据与日志 /data（RDB、AOF）

Redis 官方不出 Windows 版，Windows 上用 Docker 跑。Docker 镜像默认不带配置文件，用启动参数：随书 compose.yaml 里的 command: ["redis-server", "--appendonly", "yes", "--maxmemory", "256mb", "--maxmemory-policy", "allkeys-lru"] 就是例子，每个 --配置项 值 相当于配置文件里的一行，要加配置就往这一行里加参数，如 "--requirepass", "<密码>"。

运行中查看用 CONFIG GET <配置项>，临时修改用 CONFIG SET <配置项> <值>，立即生效，但重启后恢复为文件或启动参数里的值。

值得改的项：

配置项 建议值 效果
bind 127.0.0.1 本机安装时只接受本机连接；Docker 里别改，见表下
requirepass 一串长随机密码 不登录的连接执行任何命令都报 NOAUTH
maxmemory 机器内存的一半左右，如 2gb 内存用到上限后按下一项淘汰；不设就一直涨
maxmemory-policy allkeys-lru 满了淘汰最久没用的键；默认 noeviction 是直接拒绝写入
appendonly yes 开 AOF，重启后数据还在
save 3600 1 300 100 RDB 快照频率：3600 秒内有 1 次写入，或 300 秒内有 100 次写入，就拍一次
timeout 300 客户端空闲 300 秒断开，0 是永不断开

在 Docker 里让容器继续监听所有网卡，用 compose 的端口映射 "127.0.0.1:6379:6379" 限制只有本机能连，再加 requirepass；随书 compose 的端口映射已经这样写。容器里写 bind 127.0.0.1，宿主机就连不上了，因为那是容器自己的回环地址。

Linux 本机安装的最小配置，写进 /etc/redis/redis.conf。注意 redis.conf 不支持行尾注释，注释必须单独一行写在上面，写在同一行会被当成参数而启动失败：

# 只接受本机连接
bind 127.0.0.1
# 连接密码，换成自己的长随机串
requirepass <强密码>
# 内存上限
maxmemory 256mb
# 满了淘汰最久没用的键
maxmemory-policy allkeys-lru
# 开 AOF 日志，重启不丢数据
appendonly yes
# AOF 每秒刷一次盘，最多丢 1 秒
appendfsync everysec
# 3600 秒内 1 次写或 300 秒内 100 次写就拍 RDB 快照
save 3600 1 300 100
# 客户端空闲 300 秒断开
timeout 300

25.6 注意事项

Section titled “25.6 注意事项”
  • 线上 Redis 突然卡几秒，所有请求一起超时。 原因：有人跑了 KEYS * 或 DEL 了一个大键，单线程被堵住。处理：用 SCAN 代替 KEYS，用 UNLINK 代替 DEL；SLOWLOG GET 10 找出是哪条命令。
  • 内存一直涨，最后进程被系统杀掉，或写入报 OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'. 原因：没设 maxmemory，或设了但淘汰策略是默认的 noeviction，键又不过期。处理：设 maxmemory 和 maxmemory-policy allkeys-lru；缓存写入都带 EX。
  • 一个键几百 MB（大键），读它或删它时 Redis 卡顿。 原因：把整张表塞进了一个 Hash 或 List。处理：MEMORY USAGE <键> 找出来，按用户或日期拆成多个键，如 order:2026-10-07。
  • Redis 里的数据被清空，只剩一个陌生的键，内容是勒索信息。 原因：监听 0.0.0.0 又没设密码，端口暴露在公网；Docker 镜像默认就是这样。处理：本机安装用 bind 127.0.0.1 加 requirepass；Docker 把端口映射写成 "127.0.0.1:6379:6379" 加 requirepass；云上用安全组只放内网。
  • 重启或 docker compose --profile cache down 后再起，DBSIZE 返回 (integer) 0。 原因：没开持久化，或容器没挂数据卷，或用了 --profile cache down -v 把卷删了。处理：appendonly yes，compose 里把卷挂到 /data（随书文件已挂）。
  • 缓存过期的那一刻，数据库 CPU 冲到 100%（缓存击穿）。 原因：一个热键过期，成千上万个请求同时没命中，一起去查库。处理：热键不设过期、由后台定时刷新；或用 SET <锁键> 1 NX EX 10 让只有一个请求去查库，其余稍等再读缓存。
  • 查一个不存在的 ID，每次都打到数据库（缓存穿透）。 原因：数据库查不到时没写缓存，下次照样没命中。处理：查不到也缓存一个空值，TTL 设短些，如 SET user:999 "" EX 60。
  • (error) NOAUTH Authentication required. 原因：服务端设了 requirepass，客户端连上后没登录。处理：在 redis-cli 里先 AUTH <密码>，或启动时 redis-cli -a <密码>；程序里在连接串写上密码。

25.7 深入阅读

Section titled “25.7 深入阅读”