Day29 Golang 鍵值資料庫 Redis 介紹與安裝

Redis是 Remote Dictionary Server的簡寫，意思為遠端字典Server。
字典Dictionary 即是Key-Value對照表。

Redis存放資料的速度極快，是物理層面上的快，因為Redis對記憶體(Memory)進行操作。

用以下數量級打個比方，會比較有感覺
假如磁碟(Disk、Storage) 的讀寫速度是1、容量10000。
那麼...
記憶體(Mem、RAM) 的讀寫速度會是100、容量是100，
CPU快取(Cache)的讀寫速度是10000、容量是1。

之前提到的MySQL資料庫是對硬碟進行讀寫，
Redis將資料存放於記憶體中的特點為：讀寫速度比存放於磁碟快、但容量較小，且資料在斷電就揮發(Volatile)不見了（若沒及時寫進磁碟中的話）

若有短時間內大量存取的需求，卻又不想如此頻繁的對硬碟讀寫，這種場合可以使用Redis資料庫暫時存放資料，等一段時間後再一齊寫入硬碟裡。

安裝Redis

Redis與MySQL同樣是資料庫，分成Server端與Client端，只是存放資料的形式不同。

Windows 安裝Redis

到Github下載 .msi安裝檔案，

接著下一步、勾選加入PATH環境變數

預設會將Redis Server開啟成一項 Windows服務

Server端有了，再來啟動一個CMD來執行 Client端

$ redis-cli

MacOS 安裝Redis

用Homebrew來快速方便的安裝

$ brew install redis

啟動Redis Server 端

$ redis-server

再另外起一個Terminal來執行Client

$ redis-cli

Docker 安裝Redis

把container命名為redis_test

$ docker run --name redis_test -d -p 6379:6379 redis

執行Client端

$ docker exec -it redis_test /bin/bash
# redis-cli

（要結束Redis的話）

$ docker container rm -f redis_test

（如果Windows上出現 the input device is not a TTY. If you are using mintty, try prefixing the command with 'winpty'的錯誤，將terminal改用CMD再試一次。）

Redis Server端預設使用 6379 port。
成功啟動Redis Server後的畫面，直接畫一個Redis的圖樣出來。

此時對Client端下指令：

PING

PONG (乒乓球?)

如同在Go語言中 用指令操作map結構一般，非常的簡便。

> SET test 123
> GET test

隨便設幾個Key-Value來玩玩吧～

Redis 基本指令：查詢

【Keys 查詢指令】

是不是忘記自己下過哪些變數名稱了、怕怕的？
可利用KEYS指令，透過 pattern(正規表達式) 來查詢。

> KEYS *

Keys指令的時間複雜度為O(n)，會佔用Redis單線程、卡到後面讀寫指令，
在程式開發、測試時可以使用，但在大型正式運行的伺服器中千萬別使用KEYS相關指令，
查詢時若大批的資料湧進會造成堵塞、炸裂。建議改用SCAN指令來查詢。

【Scan 查詢指令】

在當前的Redis資料庫中進行迭代。
一開始先下SCAN 0，之後看他回傳的數值 接著繼續SCAN迭代下去。

> SCAN 0

此時若第一個回傳值為"15"

> SCAN 15

持續步驟直到第一個回傳值為"0"

【Type 查詢類型】

忘記這個Key對應到的是甚麼物件類型了？
查詢test的類型

> TYPE test

Redis鍵值資料庫中也有分格式，常用到的格式有：

1. 【字串 String】：可存放數字、字串。
2. 【哈希 Hash、Hashmap】：可存放 Hashmap 或稱Dictionary（Key-Value對照表）。
3. 【列表 List】：有順序的列表，可從列表左端或右端操作、新增刪除。
4. 【集合 Set】：存放唯一且不重複的項目。
5. 【有序集和 Sorted-Set】：存放唯一不重複項目，透過Score分數來排序，是個極度有趣的格式。

所有的指令在 Redis官網 都有詳細記載，真的夭壽多。
以下會快速導覽、稍微熟悉一下Redis指令用法。

Redis 基本指令：新增、取得、刪除

【String 數值、字串】

雖然是字串，但實際上可以放數字。

【SET 設置】

設置 test1的值為123

> SET test1 123

設置 test1的值為字串

> SET test1 "Hello Redis"

此筆資料10秒後自動過期(Expired)、刪除。免費的倒數計時器，天殺的太方便啦

> SET test1 "123" EX 10

【INCR、DECR 遞增減】

test1加1、test1減1

> INCR test1
> DECR test1

【INCRBY、DECRBY 加減法】

test1加50、test1減50

> INCRBY test1 50
> DECRBY test1 50

【StrLen 字串長度】

返回test1字串的長度

> STRLEN test1

【Append】

透過append在字尾新增字串hello，接著返回字串總長度

> APPEND test "hello"
	

【GET 取得】

> GET test1

【List 列表】

將a塞入list1之中

> LPUSH list1 hello

LPUSH: 往左側（頭）塞入元素a，若無list1則自動建立一個新的
RPUSH: 往右側（尾）塞入元素a，若無list1則自動建立一個新的
LPUSHX:若無list1則塞入失敗，不會自動建立

一次塞多個值進list1

> LPUSH list1 b c d a a a

將list1最左側（頭）的元素POP彈出

> LPOP list1

看 list1 之中 第0到100的元素（含0含100)

> LRANGE list1 0 100

若要查看所有元素可使用：LRANGE list1 0 -1。 Index -1 代表最後一個項目

【Hash、HashMap 哈希表】

Hash即為 一組Key對應到一組Value

HSET 設 hash1表裡面的 h1鍵 值為123

> HSET hash1 h1 123

HMSET 設置hashmap（一次設多個HSET）

> HMSET hash1 h2 234 h3 345 h4 456

取得hash1表中的 h1 的值
> HGET hash1 h1

取得hash1表中全部的鍵值

> HGETALL hash1

在Redis中 不支援巢狀Hash（hash中不能再設hash），
可以用Serialize 或 將兩個Hash Table當成 key:value 對應來達成
或者使用ReJSON(Redis JSON)，可方便儲存Json格式

【Set 集合】

Set 集合裡面的內容，是唯一且不重複的。
譬如學生的 學號

> SADD set1 "S00001"
> SADD set1 "S00002" "S00003" "S00004" "S00005" ...

> SCARD set1
	返回集合總數量

> SDIFF set1
	返回、列出不同的Set

【Sorted-Set 有序集合】

有Score 分數的集合。
可以想像成：考完期中考的學生，各自都會對應到一個分數。
分數可重複，學生不能重複

S00001 拿到了99分
S00002 拿到了3分
S00003 也拿到了3分

> ZADD exam 99 "S00001"
> ZADD exam 3 "S00002"
> ZADD exam 3 "S00003"

若加上XX的話，只會更新已存在的值，若無鍵 則不會新增。
老師也想來考試，但沒有在名單上 不給你考勒～

> ZADD exam XX 100 "Teacher"

改成NX則相反：只新增鍵、不會更新已存在的

查看來考試的學生數量

> ZCARD exam

查看S00001的分數

> ZSCORE exam S00001

有幾個人分數落在0~10分的

> ZCOUNT exam 0 20

印出所有人的 排名（從低分印到高分）

> ZRANGE exam 0 -1

印所有人的 排名與分數（從低分印到高分）

> ZRANGE exam 0 -1 WITHSCORES

把 S00001的分數+3分，直接變102分突破天際啦！

> ZINCRBY exam 3 S00001

在Golang中使用Redis

程式可以辦到很多事情嘛，我們一樣可以透過 Golang程式 來模擬 Redis Client端的執行。

而在golang github社群中有兩個主流的Redis函式庫。

Go-Redis 與 RediGo

Oh My God!
這兩個命名真的非常像，一個把go放前面、一個把go放後面，常常搞混...

在這裡會介紹go-redis這一個星星數稍微多一點點的項目。
（希望不會發生哪天星星數被追過去了...這樣還要改文章）