Redis基础
目录
- 1 Redis入门
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- 1.1 简介
- 1.2 下载与安装
- 1.3 Redis服务启动与停止
- 1.4 配置密码验证和远程登录
- 2 Redis数据类型
- 3 Redis常用命令
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- 3.1 字符串string操作命令
- 3.2 哈希hash操作命令
- 3.3 列表list操作命令
- 3.4 集合set操作命令
- 3.5 有序集合sorted set操作命令
- 3.6 通用命令
- 4 在Java中操作Redis
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- 4.1 介绍
- 4.1 Jedis
- 4.3 Spring Data Redis
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- 序列化器问题
1 Redis入门
Redis是基于内存的key-value结构数据库
- 基于内存存储，读写性能高
- 适合存储热点数据[短时间内有大量的用户访问读取]（热点商品，资讯，新闻）
- 企业应用广泛
1.1 简介
Redis是一个开源的内存中的数据结构存储系统，它可以用作：数据库、缓存和消息中间件。官网: https://redis.io
Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对(key-value)数据库，官方提供的数据是可以达到100000+的QPS ( 每秒内查询次数)。它存储的value类型比较丰富，也被称为结构化的NoSq[数据库。
NoSql (Not Only SQL) ，不仅仅是SQL，泛指非关系型数据库。NoSql数据库并不是要取代关系型数据库，而是关系型数据库的补充。
关系型数据库（RDBMS）：MySQL、Oracle、DB2、SQLServer
非关系型数据库（NoSql）：Redis、Mongo db、MemCached
Redis应用场景：缓存、任务队列、消息队列、分布式锁
1.2 下载与安装
Redis安装包分为Windows版和Linux版
在Linux系统安装Redis：
- 将Redis安装包上传到Linux
- 解压安装包，命令:
tar -zxvf redis-4.0.0.tar.gz -C /usr/local - 安装Redis的依赖环境gcc，命令:
yum install gcc-c++ - 进入/usr/local/redis-4.0.0,进行编译,命令:
make - 进入redis的src目录，进行安装,命令:
make install
在Windowns系统安装Redis：
直接解压即可使用解压，解压后目录结构如下：
1.3 Redis服务启动与停止
Linux中Redis服务启动，使用./redis-server，默认端口号为6379，ctrl+c停止Redis服务
修改为后台运行服务器，进入目录 cd /usr/local/redis-4.0.0然后编辑 vim redis.conf
保存配置后，后台运行服务器src/redis-server ./redis.conf
退出客户端exit
关闭Redis服务./redis.conf shutdown
Windows版启动redis，直接运行radis-server.exe文件和radis-cli.exe文件，Ctrl+C停止Redis服务
1.4 配置密码验证和远程登录
配置密码验证：在redis.conf中配置 requirepass 密码
设置密码验证后登录后登录服务：src/redis-cli -h localhost -p 6379 -a 123456
允许远程连接，注释掉配置文件中的#bind 127.0.0.1（远程登录注意关闭防火墙）
2 Redis数据类型
Redis存储的是key-value结构的数据，其中key是字符串类型，value有5种常用的数据类型：字符串string、哈希 hash、列表list、集合 set、有序集合 sorted set
3 Redis常用命令
3.1 字符串string操作命令
SET key value 设置指定key的值
GET key 获取指定key的值
SETEX key seconds value 设置指定key的值，并将key的过期时间设为seconds秒
SETNX key value 只有在key不存在时设置key的值
更多命令可以参考Redis中文网
3.2 哈希hash操作命令
Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。
常用命令：
HSET key field value 将哈希表key中的字段field的值设为value
HGET key field 获取存储在哈希表中指定字段的值
HDEL key field 删除存储在哈希表中的指定字段
HKEYS key 获取哈希表中所有字段
HVALS key 获取哈希表中所有值
HGETALL key 获取在哈希表中指定key的所有字段和值
3.3 列表list操作命令
Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序
常用命令：
LPUSH key value1 [value2] 将一个或多个值插入到列表头部
LRANGE key start stop 获取列表指定范围内的元素
RPOP key 移除并获取列表最后一个元素
LLEN key 获取列表长度
BRPOP key1 [key2 ] timeout 移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止
在头部插入和遍历，在尾部删除。对比队列是在队头删除，队尾插入。
最后插入的元素在遍历时候排第一个。
3.4 集合set操作命令
Redis set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据
常用命令：
SADD key member1 [member2] 向集合添加一 个或多个成员
SMEMBERS key 返回集合中的所有成员
SCARD key 获取集合的成员数
SINTER key1 [key2] 返回给定所有集合的交集
SUNION key1 [key2] 返回所有给定集合的并集
SDIFF key1 [key2] 返回给定所有集合的差集
SREM key member1 [member2] 移除集合中一个或多个成员
3.5 有序集合sorted set操作命令
Redis sorted set有序集合是string类型元素的集合，且不允许重复的成员。每个元素都会关联一个double类型的分数(score)。redis通过分数来为集合中的成员进行从小到大排序。有序集合的成员是唯一的，但分数却可以重复。
zset底层存储结构：ziplist（压缩列表）或skiplist（跳跃表）。
- 元素数量小于128个，且每个元素长度小于64字节时使用压缩列表，其他情况使用跳跃表。
- 压缩列表：本质是一个数组，数组首部存长度、偏移量、元素个数，尾部存结束标识。每个元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员，第二个节点保存元素的分值。
- 跳跃表：单向链表按序保存元素及分值，使用哈希表dict来保存元素和分值的映射关系。链表增加了多级索引，先从最上层索引跳跃查，再渐渐往下层到链表地查询，实现了快速查找元素，时间复杂度O(logn)，这种查询算法类似于链表版二分查找，是基于有序的。
zset底层不使用红黑树的原因：
- 范围查找：因为红黑树范围查找效率低，而跳跃表范围查找效率高，因为是链表结构。zset可以用zrange命令查指定范围内元素。
- 实现难度：跳跃表实现比红黑树简单。
常用命令：
ZADD key score1 member1 [score2 member2] 向有序集合添加一-个或多个成员,或者更新已存在成员的分数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 通过索引区间返回有序集合中指定区间内的成员
ZINCRBY key increment member 有序集合中对指定成员的分数加上增量increment
ZREM key member [member .... 移除有序集合中的一个或多个成员
3.6 通用命令
KEYS pattern 查找所有符合给定模式( pattern)的key
EXISTS key 检查给定key是否存在
TYPE key 返回key所储存的值的类型
TTL key 返回给定key的剩余生存时间(TTL, time to live),以秒为单位
DEL key 该命令用于在key存在是删除key
可以用Tab键补齐命令
4 在Java中操作Redis
4.1 介绍
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Redis的Java客户端很多，官方推荐的有三种：Jedis、Lettuce、Redisson
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Spring对Redis客户端进行了整合，提供了Spring Data Redis，在Spring Boot项目中还提供了对应的Starter，即spring-boot-starter-data-redis
4.1 Jedis
- Jedis的maven坐标: .
<dependency>
<groupld>redis.clients</groupld>
<artifactld>jedis</artifactld>
<version>2.8.0</version>
</dependency>
- 使用Jedis操作Redis的步骤：①获取连接②执行操作③关闭连接
4.3 Spring Data Redis
- Spring Data Redis中提供了一个高度封装的类：RedisTemplate，针对jedis客户端中大量api进行了归类封装，将同一类型操作封装为operation接口，具体分类如下：
- ValueOperations: 简单K-V操作
- SetOperations: set类 型数据操作
- ZSetOperations: zset类型数据操作
- HashOperations: 针对map类型的数据操作
- ListOperations: 针对list类型 的数据操作
SpringBoot整合Redis
- 在Spring Boot项目中，可以使用Spring Data Redis来简化Redis操作，maven坐标：
<dependency>
<groupld>org.springframework.boot</groupld>
<artifactld>spring-boot-starter-data-redis</ artifactld>
</dependency>
坐标可以在创建模块的时候通过勾选的形式进行选择：
- 配置
默认配置：
spring:
data:
redis:
host: localhost
port: 6379
其他配置：
- 配置信息中的database: 0的意思是使用0号数据库，在redis服务器启动后默认提供了16个数据库，不同数据库内容不互通，默认使用0号数据库。
- 可以在配置文件redis.conf修改Redis提供数据库数量：
databsaes 16（不建议修改）- 在客户端命令行输入
select 1可以切换到数据库1
- 启动服务器后，自动注入Redis模板对象，获取值操作对象对数据增删改查
此处使用的是注入Redis模板对象RedisTemplate的opsForValue()方法获取值操作对象ValueOperations ，通过ValueOperations对象的get和set方法操作数据库。
@SpringBootTest
public class SpringDataRedisTest {
//自动注入RedisTemplate对象
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
/**
* 操作String类型
*/
@Test
public void testString() {
redisTemplate.opsForValue().set("city123","bj");
String value = (String) redisTemplate.opsForValue().get("city123");
System.out.println(value);
redisTemplate.opsForValue().set("key1","value1",10l, TimeUnit.SECONDS);
Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("city123", "nanjing");//setNX
System.out.println(aBoolean);//false
}
/**
* 操作hash类型数据
*/
@Test
public void testHash(){
HashOperations hashOperations = redisTemplate.opsForHash();
//存值
hashOperations.put("002","name","xiaoli");
hashOperations.put("002","age","18");
hashOperations.put("002","addr","beijing");
//取值
String name = (String) hashOperations.get("002", "name");
System.out.println(name);
//获得hash结构中的所有字段
Set keys = hashOperations.keys("002");
for (Object key:keys) {
System.out.println(key);
}
//获得hash结构中的所有值
List values = hashOperations.values("002");
for (Object value:values) {
System.out.println(value);
}
}
/**
* 操作List类型数据
*/
@Test
public void testList(){
ListOperations listOperations = redisTemplate.opsForList();
//存值
listOperations.leftPush("mylist","a");
listOperations.leftPushAll("mylist","b","c","d");
//取值
List<String> mylist = listOperations.range("mylist", 0, -1);
for (String value : mylist){
System.out.println(value);
}
//获得列表长度
Long size = listOperations.size("mylist");
int lSize = size.intValue();
for(int i = 0; i < lSize; i++){
//出队列
String element = (String) listOperations.rightPop("mylist");
System.out.println(element);
}
}
/**
* 操作set类型的数据
*/
@Test
public void testSet() {
SetOperations setOperations = redisTemplate.opsForSet();
//存值
setOperations.add("myset","a","b","c","d","a");
//取值
Set<String> myset = setOperations.members("myset");
for (String o : myset) {
System.out.println(o);
}
System.out.println("======================");
//删除成员
setOperations.remove("myset","a","c");
myset = setOperations.members("myset");
for (String o : myset) {
System.out.println(o);
}
}
/**
* 操做zSet
*/
@Test
public void testZSet(){
ZSetOperations zSetOperations = redisTemplate.opsForZSet();
//存值
zSetOperations.add("myzset","a",10.0);
zSetOperations.add("myzset","b",11.0);
zSetOperations.add("myzset","c",12.0);
zSetOperations.add("myzset","a",13.0);
//取值
Set<String> myzset = zSetOperations.range("myzset", 0, -1);
for (String s : myzset) {
System.out.println(s);
}
//修改分数
zSetOperations.incrementScore("myzset","b",20.0);
System.out.println("============================");
//删除元素
zSetOperations.remove("myzset","a","b");
myzset = zSetOperations.range("myzset", 0, -1);
for (String s : myzset) {
System.out.println(s);
}
}
/**
* 通用操作，针对不同的数据类型都可以操作
*/
@Test
public void testCommon(){
//获取Redis中所有的key
Set<String> keys = redisTemplate.keys("*");
for (String key : keys) {
System.out.println(key);
}
//判断某个key是否存在
Boolean name = redisTemplate.hasKey("name");
//删除指定key
redisTemplate.delete("myset3");
//获取指定key对应的value的数据类型
DataType dataType = redisTemplate.type("myset");
System.out.println(dataType.name());
}
}
在操作redis时，需要先确认操作何种数据，根据数据种类得到操作接口。例如使用opsForValue()获取string类型的数据操作接口，使用opsForHash()获取hash类型的数据操作接口，剩下的就是调用对应api操作了。
序列化器问题
在上述操作过程中，RedisTemplate是以对象为操作的基本单元，存到数据库的实际内容是经过序列化后得到的。
通过命令行看到是乱码的：
通过配置类修改key的序列化器，由jdk序列化器修改为字符串序列化器：
/**
* Redis配置类
*/
@Configuration
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport{
@Bean
public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
//默认的Key序列化器为：JdkSerializationRedisSerializer
redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);
return redisTemplate;
}
}
测试后可以发现key已经成字符串序列化，而value依然还是jdk序列化，value可以不修改不影响使用