126.【Redis 二刷】

(一)、认识NoSQL 与 SQL

1.NoSQL与SQL的区别

SQL:
1. 结构化 （字段等都是固定的）
2. 关联性 （主外键关联）
3. SQL语句查询
4. 满足ACID (事务)

NoSQL:
5. 非结构化
6. 非关联性
7. 非SQL语句查询
8. 不满足ACID(事务)

(二)、认识Redis

Redis 诞生于2009年全程是 Remote Dictionary Server ,远程字典服务器，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库。

1.Redis 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 (单线程但是效率很高)
• 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 (Java、Pyhthon)

2.Redis安装及启动的三种方式 (基于Window)

(1).命令行+配置文件

命令行

redis-server.exe redis.windows.conf

3.Redis 客户端

(1).命令行客户端

当我们安装完Redis后之后,Redis已经帮助我们安装了一个客户端的

C:\Environment\Redis-x64-5.0.14.1

(2).Redis可视化客户端

Github上的大神写的Redis图形化桌面客户端，window下载地址: https://github.com/lework/RedisDesktopManager-Windows/releases

4.Redis 数据结构

Redis 是一个key-value的数据库,key一般是String类型,不过Value的类型多种多样。

学习文档: https://www.redis.net.cn/

(1).Redis 通用命令

1. KEYS: 查看符合模板的所有Key    keys*  (效率比较低，不建议在生产环境中使用)
2. DEL: 删除一个指定的key        del key_Name
3. EXIST: 判断key是否存在
4. EXPIRE: 给一个KEY设置有效期，有效期到期时该Key被删除
5. TTL: 查看一个KEY的剩余有效期

(2).String 类型

String的常见命令有

• SET:添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
• GET:根据key获取String类型的value
• MSET:批量添加多个String类型的键值对
• MGET:根据多个key获取多个string类型的value
• INCR:让一个整型的key自增1
• INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如:incrby num2让num值自增2INCRBYFLOAT:让一个浮点类型的数字自增并指定步长
• SETNX:添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行
• SETEX:添加一个string类型的键值对，并且指定有效期

(3).Redis 的Key层级格式

Redis中没有类似MySQL中的Table的概念，我们该如何区分不同类型的Key呢?

列如: 需要存储用户、商品信息到redis,有一个用户id是1，有一个商品的id恰好也是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。

key的值可以这么设置

项目名:业务名:类型:id

jsxs:product:1
jsxs:goods:1

(4).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，可以针对单个字段进行CRUD.
  

Hash的常见命令有:

• HSET key field value: 添加或者修改hash类型key的field的值
• HGET keyfield:获取一个hash类型key的field的值
• HMSET:批量添加多个hash类型key的field的值
• HMGET:批量获取多个hash类型key的field的值
• HGETALL:获取一个hash类型的key中的所有的field和value
• HKEYS:获取一个hash类型的key中的所有的field
• HVALS:获取一个hash类型的key中的所有的value
• HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长。
• HSETNX:添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

hset jsxs:user:1 name admin

(5).List 类型

Redis中的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和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

List的常见命令有:

• LPUSH key element…:向列表左侧插入一个或多个元素

• LPoP key:移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil

• RPUSH key element …:向列表右侧插入一个或多个元素

• RPOP key:移除并返回列表右侧的第一个元素

• LRANGEkey starend:返回一段角标范围内的所有元素。

• BLPOP和BRPOP:与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

• 栈: 先进后出(喝酒喝吐了) 。 入口和出口一致
• 队列: 先进先出(喝酒喝多了)。入口和出口不一致

(6).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

String的常见命令有:

• SADD key member … :向set中添加一个或多个元素
• SREM key member…:移除set中的指定元素
• SCARD key: 返回set中元素的个数
• SISMEMBER key member:判断一个元素是否存在于set中
• SMEMBERS:获取set中的所有元素

sadd s2 s1 s0 s3 s4 s5

• SINTER key1 key2…:key1与key2的交集

• SDIFF key1 key2…:求key1与key2的差集

• SUNION key1 key2…:key1和key2的并集

• ls 命令展开我们查询到的数据
  

(7).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SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet的常见命令有:

• ZADD key score member: 添加一个或多个元素到srted set，如果已经存在则更新其score值
• ZREM key member: 删除sorted set中的一个指定元素
• ZSCORE key member:获取sorted set中的指定元素的score值
• ZRANK key member:获取sorted set 中的指定元素的排名
• ZCARD key:获取sorted set中的元素个数
• ZCOUNT key min max:统计score值在给定范围内的所有元素的个数
• ZINCRBYkeyincrement member: 让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
• ZRANGE key min max:按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
• ZRANGEBYSCORE key min max:按照score排序后，获取指定score范围内的元素
• ZDIFF、ZINTER、ZUNION: 求差集、交集、并集

注意:所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可

zadd student 18 jack 20 tom 30 jerry

(三)、Redis 的客户端

在Redis官网中提供了各种语言的客户端，地址: https://redis.io/resources/clients/#java

1.使用Jedis

Jedis的官网: https://github.com/redis/jedis

1. 引入依赖

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

2. 建立连接

    @Test
    void test3(){
        // 链接
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        jedis.auth("121788");
        // 选择库
        jedis.select(0);
        // 测试是否链接成功
        System.out.println(jedis.ping());
        jedis.set("username1","123456");
        System.out.println(jedis.get("username"));
        // 释放链接
        jedis.close();
    }

2.Jedis 连接池

Jedis 本身线程是不安全的,并且频繁的创建和销毁会有性能损耗,因此我们推荐大家使用Jedis连接池的直连方式。

Redis作为一款主流的高性能NoSQL内存数据库，现在被越来越多的开发者使用。然而，由于Redis是单线程模式，大量的连接会导致CPU和内存资源耗用。为了提高Redis的性能，线程池是一项很好的解决方案。

线程池是将Redis连接包装成线程池，可以提前分配一定数量的线程来进行处理，这样就可以有效的提升Redis的性能。有了线程池，开发者就可以利用它在Redis中分布式读写数据，以改进系统的性能。同时线程池还可以有效地减少资源的消耗。

可以看出，结合Redis的线程池和数据模型进行优化，可以大大提升Redis的性能。如果正确地配置线程池和当前Redis环境，不仅可以提高性能，而且可以有效的降低服务器的资源消耗，再搭配合理的缓存策略，真正实现简单优化，大幅提升的效果。

  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    password: 121788
    client-type: jedis
    jedis:
       pool:
        # 连接池中的最大空闲连接
        max-idle: 8
        # 连接池中的最小空闲连接
        min-idle: 10
        # 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
        max-active: 100
        # 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
        max-wait: -1

连接池配置源码: RedisProperties.java

我们创建Jedis会自动找到这里

3.SpringDataRedis (需要序列化)

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SprinaDataRedis官网地址: https://spring.io/projects/spring-data-redis

• 提供了对不同Redis客户端的整合 (Lettuce和Jedis)

• 提供了RedisTemplate类似于(JdbcTemplate)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中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中:

(1).快速入门

1.导入依赖

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
        dependency>
        连接池
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commonsgroupId>
            <artifactId>commons-pool2artifactId>
        dependency>        

2.配置数据

spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    password: 121788
    client-type: jedis
    jedis:
       pool:
        # 连接池中的最大空闲连接
        max-idle: 10
        # 连接池中的最小空闲连接
        min-idle: 8
        # 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
        max-active: 100
        # 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
        max-wait: -1

3.自动注入

    @Resource
    RedisTemplate redisTemplate;

4.测试实现

    @Test
    void test4(){
        redisTemplate.opsForValue().set(JSON.toJSONString("username4"),JSON.toJSONString("李明"));
        System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get(JSON.toJSONString("username4")));
    }

(2).RedisTemplate的序列化RedisSerizal

配置我们默认的序列化器

package com.jsxs.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.RedisSerializer;

import java.net.UnknownHostException;

/**
 * @Author Jsxs
 * @Date 2023/7/20 13:56
 * @PackageName:com.jsxs.config
 * @ClassName: RedisConfig
 * @Description: TODO
 * @Version 1.0
 */
@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        // 将template 泛型设置为 
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate();
        // 连接工厂，不必修改
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        /*
         * 序列化设置
         */
        // key、hash的key 采用 String序列化方式
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // value、hash的value 采用 Jackson 序列化方式
        template.setValueSerializer(RedisSerializer.json());
        template.setHashValueSerializer(RedisSerializer.json());
        template.afterPropertiesSet();

        return template;
    }
}

4.StringRedisTemplate (不需要序列化)

尽管JSON的序列化满足我们的需求，但依然存在一些问题，如图:

    @Test
    void test4(){
        Admin admin = adminMapper.selectById(1);
        redisTemplate.opsForValue().set(JSON.toJSONString("username7"),JSON.toJSON(admin));
        System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get(JSON.toJSONString("username7")));
    }

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。

为了节省内存空间，我们并不会使用]SON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]ava对象时，手动完成对象的序列化和反序列化。

Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类，它的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配置的过程:

    @Resource
    StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Test
    void test5(){
        Admin admin = adminMapper.selectById(1);
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(JSON.toJSONString("username8"),JSON.toJSONString(admin));
        System.out.println(JSON.parse(stringRedisTemplate.opsForValue().get(JSON.toJSONString("username8"))));
    }