Redis入门篇

一、初识Redis

认识Nosql

常见的数据库可分为两种类型:
RDBMS（关系型数据库) ：常见的关系型数据库有 Oracle、DB2、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、MySQL；

NoSQL（非关系型数据库）：常见的非关系型数据库有 MongoDB、Redis、Voldemort、Cassandra、Riak、Couchbase、CouchDB 等。

NoSQL，指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写，是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。NoSQL用于超大规模数据的存储。

认识Redis

Redis 诞生于2009年全称是Remote Dictionary Server，远程词典服务器。是一个基于内存的键值型（key-value结构）NoSQL数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样
特征

● 键值（key-value）型，value支持多种不同数据结构，功能丰富
● 单线程，每个命令具备原子性
● 低延迟，速度快（基于内存、IO多路复用、良好的编码）。
● 支持数据持久化
● 支持主从集群、分片集群
● 支持多语言客户端

安装Redis

大多数企业都是基于Linux服务器来部署项目，且Redis官方也未提供Windows版本的安装包。因此采用基于Linux系统来安装Redis.

此处选择的Linux版本为CentOS 7.
Redis官网：https://redis.io/

1、安装Redis依赖
Redis是基于C语言编写的，因此首先需要安装Redis所需要的gcc依赖：

yum install -y gcc tcl

2、上传安装包并解压（此处放到/usr/local/src 目录下）

tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

3、进入redis目录；运行编译命令：

cd redis-6.2.6

make && make install

安装成功！！！

默认的安装路径是在 /usr/local/bin目录下：

该目录以及默认配置到环境变量，因此可以在任意目录下运行这些命令。其中：

● redis-cli：redis提供的命令行客户端
● redis-server：redis的服务端启动脚本
● redis-sentinel：redis的哨兵启动脚本

启动Redis（三种方式）

redis的启动方式有很多种，例如：
● 默认启动
● 指定配置启动
● 开机自启

默认启动

安装完成后，在任意目录输入redis-server命令即可启动Redis：

redis-server

Redis启动成功！！！

这种启动属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，窗口关闭或者按下CTRL + C则Redis停止。不推荐使用。

指定配置启动

若使Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，就在我们之前解压的redis安装包下（/usr/local/src/redis-6.2.6），名字叫redis.conf
我们先将这个配置文件备份一份：

cp redis.conf redis.conf.bck

然后修改redis.conf文件中的一些配置：

vi redis.conf

# 允许访问的地址，默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问，生产环境不要设置为0.0.0.0
bind 0.0.0.0
# 守护进程，修改为yes后即可后台运行
daemonize yes 
# 密码，设置后访问Redis必须输入密码
requirepass 123456

启动Redis

# 进入redis安装目录 
cd /usr/local/src/redis-6.2.6
# 启动
redis-server redis.conf
# 停止（杀死进程）
kill -9 进程号

后台运行时无日志输出，可通过 ps -ef | grep redis查看进程

Redis的其它常见配置：

# 监听的端口
port 6379
# 工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server时的命令，日志、持久化等文件会保存在这个目录
dir .
# 数据库数量，设置为1，代表只使用1个库，默认有16个库，编号0~15
databases 1
# 设置redis能够使用的最大内存
maxmemory 512mb
# 日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名
logfile "redis.log"

开机自启

首先，新建一个系统服务文件：

vi /etc/systemd/system/redis.service

内容如下：

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后重载系统服务（重新加载）：

systemctl daemon-reload

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了：

# 启动
systemctl start redis
# 停止
systemctl stop redis
# 重启
systemctl restart redis
# 查看状态
systemctl status redis

执行下面的命令，可以让redis开机自启：

systemctl enable redis

二、Redis客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到Redis客户端，包括：

● 命令行客户端
● 图形化桌面客户端
● 编程客户端

Redis命令行客户端

Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli，使用方式如下：

redis-cli [options] [commonds]

其中常见的options有：

• -h 127.0.0.1：指定要连接的redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1
• -p 6379：指定要连接的redis节点的端口，默认是6379
• -a 123321：指定redis的访问密码

其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

• ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong

不指定commond时，会进入redis-cli的交互控制台：

图形化桌面客户端

GitHub上有Redis的图形化桌面客户端，地址：https://github.com/uglide/RedisDesktopManager
不过该仓库提供的是RedisDesktopManager的源码，并未提供windows安装包。

在下面这个仓库可以找到安装包：https://github.com/lework/RedisDesktopManager-Windows/releases

链接：https://pan.baidu.com/s/1BflLrHz3ZlHlao0pchdeWQ
提取码：GY66

三、Redis常见命令

Redis的数据结构介绍

Redis为key-vaule的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样【常见有五种类型，也称为基本类型】

Redis为了方便学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（https://redis.io/commands）可以查看找到不同的命令，也通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法：

Redis通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

● KEYS：查看符合模板的所有key，不建议在生产环境设备上使用（单线程，无法执行其他命令，导致服务阻塞）
● DEL：删除一个指定的key
● EXISTS：判断一个key是否存在
● EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
● TTL：查看一个KEY的剩余有限期

四、Redis的五种常见数据类型

Key的层级格式

【思考】
Redis没有类似MySQL中的Table的概念，我i们该如何区分不同类型的key？
例如，需要存储用户、商品信息到Redis，有一个用户id是1，有一个商品id也是1
Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用':'隔开；格式如下：

项目名:业务名:类型:id

这个格式并非固定，也可以根据自己的需求来删除或添加词条。 例如我们的项目名称叫SSS，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：
● user相关的key：SSS:user:1
● product相关的key：SSS:product:1
如果Value是一个Java对象，例如一个user对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储

KEY	VALUE
SSS:user:1	{“id”：1，“name”：“GY”，“age”：21}
SSS:product:1	{“id”：1，“name”：“华为 Honor”，“price”：5999}

String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储模型。其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：
● string：普通字符串
● int：整数类型，可以做自增、自减操作
● float：浮点类型，可以做自增、自减操作
不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型最大的空间不能超过512m

String类型常见命令：

Hash类型

Hash类型，也叫散列，其Value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。
String结构是将对象序列化为JSON字符串后进行存储，当需要修改对象某个字段时很不方便：

Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段CRUD:

Hash类型常见命令：

List类型

Redis中List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索也可以支持反向检索。特征也与LinkedList类似：

● 有序
● 元素可以重复
● 插入和删除快
● 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表、评论列表等。

List类型常见命令：

Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

● 无序
● 元素不可重复
● 查找快
● 支持交集、并集、差集等功能

Set类型常见命令：

SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但是底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加hash表。SortedSet具备下列特性：
● 可排序
● 元素不重复
● 查询速度快
因为Sorted的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet类型常见命令：

五、Redis的Java客户端

Jedis客户端

在Redis官网中提供了各种语言的客户端，地址：https://redis.io/clients
Jedis官网地址：https://github.com/redis/jedis

Jedis使用基本步骤：

1. 引入依赖

 
<dependency>
            <groupId>redis.clientsgroupId>
            <artifactId>jedisartifactId>
            <version>3.7.0version>
        dependency>

2. 建立连接

 private Jedis jedis;

    @BeforeEach
    void  setUp(){
        jedis=new Jedis("192.168.197.130",6379);
        jedis.auth("123456");
        jedis.select(0);
    }

3. 测试String（引入测试依赖）

@Test
    void testString(){
        //  插入数据，方法名称就是redis命令名称
        String result = jedis.set("name", "GY");
        System.out.println("result= "+result);
        // 获取数据
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println("name= "+name);
    }

4. 释放资源

@AfterEach
    // 释放资源
    void tearDown() {
        // 健壮性判断
        if (jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }

package com.GY.test;

import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class jedisTest {
    private Jedis jedis;

    @BeforeEach
    void  setUp(){
        // 1. 建立连接
        jedis=new Jedis("192.168.197.130",6379);
        // 2. 设置密码
        jedis.auth("123456");
        // 3. 选择库【默认0号库】
        jedis.select(0);
    }
    @Test
    void testString(){
        // 存入数据
        String result = jedis.set("name", "GY");
        System.out.println("result= "+result);
        // 获取数据
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println("name= "+name);
    }
    @AfterEach
    //  4.释放资源
    void tearDown() {
        // 健壮性判断
        if (jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }
}

操作成功！！！

Jedis连接池

Jedis本身是不安全的，并且频繁的创建和销毁连接会有性能消耗，因此推荐使用Jedis连接池替代Jedis的直连方式。

package com.GY.jedis.util;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

public class JedisConnectionFactory {
    // JedisPool:jedis提供的连接池对象
    private static final JedisPool jedisPoll ;
    static {
        // 配置连接池
        JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
        // 最大连接数
        poolConfig.setMaxTotal(8);
        // 最大空闲连接
        poolConfig.setMaxIdle(8);
        // 最小空闲连接
        poolConfig.setMinIdle(0);
        // 等待时长（默认值为-1；无限制等待）
        poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);
        //创建连接池对象
        jedisPoll=new JedisPool(poolConfig,"192.168.197.130",6379,1000,"123456");
    }
    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPoll.getResource();
    }
}

测试

package com.GY.test;

import com.GY.jedis.util.JedisConnectionFactory;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class jedisTest {
    private Jedis jedis;

    @BeforeEach
    void  setUp(){
        // 建立连接
        jedis= JedisConnectionFactory.getJedis();

        // 选择库【默认0号库】
        jedis.select(0);
    }
    @Test
    void testString(){
        // 存入数据
        String result = jedis.set("name", "GY");
        System.out.println("result= "+result);
        // 获取数据
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println("name= "+name);
    }
    @AfterEach
        // 释放资源
    void tearDown() {
        // 健壮性判断
        if (jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }
}

六、SpringDataRedis客户端

SpringData是Spring中数据操作的模块，包含对各种数据库的集成，其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis，官网地址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

● 提供了对Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）
● 提供了对RedisTemplete统一API来操作Redis
● 支持Redis的发布订阅模型
● 支持Redis哨兵和Redis集群
● 支持基于Lettuce的响应式编程
● 支持基于JDK、JSON、字符串、Spring对象的数据序列化及反序列化
● 支持基于Redis的JDKCollection实现

SpringDataRedis使用基本步骤
SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持，使用非常简单

首先新建一个Boot工程

1. 引入依赖（若使用模板导入redis，则不需要再次引入）

 
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
        dependency>

        
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commonsgroupId>
            <artifactId>commons-pool2artifactId>
        dependency>

2. 配置Redis信息

spring:
  redis:
    host: 192.168.197.130
    port: 6379
    password: 123456
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8      #最大连接
        max-idle: 8        #最大空闲连接
        min-idle: 0        #最小空闲连接
        max-wait: 1000ms   #等待连接时间

3. 注入RedisTemplate

 @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

4. 编写测试

@SpringBootTest
class SpringDataRedisApplicationTests {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void tsetString() {
        // 插入一条string类型的数据
        redisTemplate.opsForValue().set("name","GY");
        // 读取一条string类型的数据
        Object name=redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name= "+name);
    }
}

操作成功！！！

此时我们在控制台查询却失败？？？

SpringDataRedis的序列化方式

方案一：
1. 自定义RedisTemplete
2. 修改RedisTemplete的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

RedisTemplate可以接收任意Object作为值写入Redis，只不过写入前会把Object序列化为字节形式，默认采用的是JDK序列化。

得到的结果是这样的 ：

缺点
● 可读性差
● 内存占用较大

我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式（需引入jackson依赖）

package com.GY.redis.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;

@Configuration
public class RdeisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){
        //创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        //设置连接工厂
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);
        //创建JSON序列化工具
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 设置key的序列化
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        //设置VALUE的序列化
        template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        //返回
        return template;
    }
}

测试类

操作成功！！！

【缺陷】
尽管JSON的序列化方式可以满足我们的需求，但依然存在一些问题，如图：

为了在反序列化时知道对象的类型，JSON序列化器会将类的class类型写入json结果中，存入redis，会带来额外的内存开销。

为了节省空间，我们并不会使用JSON序列化器来处理value，而是统一使用String序列化器，要求只能存储String类型的key和value。当需要存储Java对象时，手动完成对象的序列化和反序列化。

StringRedisTemplate

Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类，他的key和value的序列化方式默认就是String方式。省去了我们自定义RedisTemplate的过程

package com.GY;

import com.GY.redis.pojo.User;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;

@SpringBootTest
class RedisStringTests {

    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    @Test
    void tsetString() {
        // 插入一条string类型的数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("name","WW");
        // 读取一条string类型的数据
        Object name=stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name= "+name);
    }
    //  ObjectMapper: SpringMVC中默认使用的JSON处理工具
    private static final ObjectMapper mapper=new ObjectMapper();

    @Test
    void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
        //  创建对象
        User user = new User("WY",21);
        //  手动序列化
        String json = mapper.writeValueAsString(user);
        // 写入数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200",json);
        // 获取数据
        String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
        // 手动反序列化
        User user1 = mapper.readValue(jsonUser,User.class);
        System.out.println("user1 = "+user1);
    }
}

操作成功！！！