Redis学习（一）——快速入门及使用redis

一、Redis基础入门

1. Redis存在的意义

各种网站崩了的现象，由于海量用户，高并发 导致。

其中罪魁祸首就是关系型数据库：

• 性能瓶颈：磁盘IO性能低下
• 扩展瓶颈：数据关系复杂，扩展性差，不便于大规模集群

用Redis来解决问题的思路：

• 用内存存储（降低磁盘IO次数，越低越好）
• 不存储关系，只存储数据（去除数据间关系，越简单越好）

2. Nosql

1. Nosql（Not-Only SQL）：作为关系型数据库的补充。用内存存储；不存储关系，只存数据

2. Nosql特征：

   • 可扩容 可伸缩
   • 大数据量下的高性能
   • 灵活的数据模型
   • 高可用

3. 常见的Nosql数据库：Redis、memcache、HBase、MongoDB

3. Redis特征

1. 数据间没有必然的关联关系，都是一个个key-value

2. 内部采用单线程机制进行工作

   redis所有的操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响。

3. 高性能。

4. 多数据类型支持

   • 字符串类型 string
   • 列表类型 list
   • 散列类型 hash
   • 集合类型 set
   • 有序集合类型 sorted_set

5. 持久化支持。（可以进行数据灾难恢复）

4. Redis的应用

• 为热点数据加速查询（Redis的主要场景），如热点商品、热点新闻、等高访问量信息
• 任务队列，如秒杀、抢购、购票排队等
• 即时信息查询，如排行榜、公交到站信息、网站在线人数等
• 时效性信息控制，如验证码、投票等
• 分布式数据共享，如分布式集群架构中的session分离
• 消息队列
• 分布式锁

5. Redis数据存储格式

• redis自身是一个Map，其中所有的数据都是采用key：value的形式存储
• 其中key永远是string类型，redis中说数据类型都指的是value的数据类型

6. Redis中key的命名规范

1. key的命名规范：（表名: 主键名: 主键值: 字段名）。eg：

   set user:id:123:fansNum 200
   

2. 在redis中以json格式存value值用户信息

   set user:id:123 {id:123, blog:879, fans: 200}
   

7. Redis的可视化客户端桌面工具

​ Redis Desktop Manager

Redis几种类型的可视化工具（桌面版、web版、ide的插件版等）

二、Redis的下载安装

1. Windows版

windows版主要是初学者不了解linux的人用于学习redis用的，真正要用redis还是要跑在Linux上

下载地址，下载完解压即可

2. Linux版

1） 安装步骤

1. 下载（这里下的是4.0.0的版本）

   wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.0.tar.gz
   

2. 解压

   tar –xvf redis-4.0.0.tar.gz
   

3. 编译 + 安装 （这一步要把目录切换到 cd redis-4.0.0/src 文件目录下）

   make install
   
   //若安装不成功，用命令（可能是用户权限不够？）
   sudo apt install redis-server
   

   到此已安装完成，可以启动server和cli测试一下

4. 启动server和cli，然后set get测试一下

   //1.在redis-4.0.0/src目录下启动服务端
   redis-server
   
   //2.启动客户端
   redis-cli
   

2）启动redis服务的不同方式

1. 指定端口启动redis服务

   （当要多个redis服务时，在启服务的时候就指定端口，通过指定不同的端口指定不同的redis服务）

   redis-server --port 6380
   

   redis客户端连接时也指定端口

   redis-cli -p 6380
   

2. 通过配置文件启动redis服务（实现启动多台redis服务）

   1. 先在redis目录下设置配置文件（类似原有的redis-4.0.0/redis.conf），可以对应每个服务有一个配置文件

   2. 然后启动redis服务时指定配置文件

      //1.切换到redis服务下
      cd redis-4.0.0
      //2.创建一个文件夹conf，就用来存放redis各个服务的配置文件
      mkdir conf
      //3.在redis-4.0.0/conf目录下，新建配置文件redis-6379.conf
      vim redis-6379.conf
      //打开redis-6379.conf后写一些配置
      port 6379
      daemonize yes
      logfile "6379.log"
      dir /redis-4.0.0/data
          
      //4.以配置文件形式启动redis服务
      redis-server conf/redis-6379.conf
          
      //启动几个redis服务设置几个配置文件，然后几个redis服务就可以在同一个机器上跑
      

      redis配置文件中的一些配置内容

      • daemonize yes ：以守护进程方式启动，使用本启动方式，redis将以服务的形式存在，日志将不再打印到命令窗口中
      • port 6***： 设定当前服务启动端口号
      • logfile "6***.log“ ：设定日志文件名，便于查阅
      • dir “/自定义目录/redis/data“ ：设定当前服务文件保存位置，包含日志文件、持久化文件等

三、 Redis数据类型

1. string类型

​

1. string类型，一个存储空间保存一个数据，最简单的数据类型，通常使用字符串，若字符串以整数的形式展示，可以作为数字操作使用，但他还是字符串

2. string的基本操作

   Redis客户端cmd操作：

   set key value					//设置（原有的覆盖，没有的追加）
   get key							//获取
   del key							//删除
   mset key1 value1 key2 value2… 	//添加修改多个数据 multiple
   mget key1 key2… 				//获取多个数据
   strlen key						//获取数据字符个数（字符串长度）
   append key value 				//追加到原始信息后部（若原始信息存在就追加，否则新建）
   

   • string的单数据操作和多数据操作怎么选择（set 和 mset）

     一条指令的执行时间 = 指令发送给redis的时间 + redis执行指令的时间 + redis返回执行结果的时间

     根据消耗的时长，选择set还是mset

3. string的扩展操作

• 设置数值增加或减少指定范围的值

  //设置数值增加或减少指定范围的值
  incr key		//+1
  decr key		//-1
      
  incrby key increment	//+increment
  decrby key increment	//-increment
      
  incrbyfloat key increment
      
  //注意，若原始数据不能转为数值或超越了redis数值上线范围，将报错
  //这个方案：可以用redis来控制数据库表主键id，为数据库表主键提供生成策略，保证主键唯一性
  

• 设置数据具有指定的生命周期

  setex key seconds value
  psetex key millisecends value
  

2. hash类型

1. hash类型，一个存储空间保存多个键值对数据，底层使用哈希表结构实现数据存储。适用场景：适用存一个表中的多个字段的值，把各个字段搞在一个里面，又要方便获取修改

   hash类型，指key-value中的value是hash类型的，即value又是一个key-value类型。

   即结构是key-{fields-values}。 key-hash{field1-value1; field2-value2；field3-value3…}

   • 注意：hash类型下的value只能存字符串，不允许存其它类型的数据

   • 应用场景eg：电商网站购物车：用户id做key，商品id做field，数量做value

2. hash的基本操作 （在redis客户端的cmd指令）

   //1.添加修改数据
   hset key field value
   //2.获取数据
   hget key field
   hgetall key
   //3.删除数据
   hdel key field1 [field2]
       
   //4.添加修改多个数据
   hmset key field1 value1 field2 value2 …
   //5.获取多个数据
   hmset key field1 field2 …
   //6.获取哈希表中字段的数量
   hlen key 
   //7.获取哈希表中是否存在指定的字段
   hexists key field
   
   

3. hash数据的扩展操作

   //8.获取哈希表中所有的字段名(field)或字段值(value)
   hkeys key
   hvals key
   //9.设置指定字段的数值数据 增加指定范围的值
   hincrby key field increment
   hincrbyfloat key field increment
   

3. list类型

1. list类型 [ key - list ]

   • 数据存储需求：存储多个数据，并对数据进入存储空间的顺序进行区分

   • 需要的存储结构：一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现进入顺序

   • list类型：保存多个数据，底层使用双向链表存储结构实现

   • 应用场景举例：（朋友圈的点赞列表存储）

     朋友圈是key，点赞列表是：list类型的value，点赞操作是：rpush，取消点赞lrem

     redis 应用于具有操作先后顺序的数据控制

2. list类型的操作

   //1.添加/修改数据
   lpush key value1 [value2] ……	//从左边进数据
   rpush key value1 [value2] ……	//右边进
   
   //2.获取数据
   lrange key start stop			//取一个范围内的多个数据 （注意有顺序的概念）
   //当不知道list总共有多少个数据时，可以用 lrange list1 0 -1  （-1表示倒数第一个）
   lindex key index				
   llen key						//list长度
    
   //3.获取并移除元素
   lpop key
   rpop key
       
   //4.规定时间内获取并移除数据 （b代表block阻塞）
   blpop key1 [key2] timeout
   brpop key1 [key2] timeout
   brpoplpush source destination timeout
   
   //阻塞的获取数据理解：现在的list中没有这个数据，不代表以后这个list中没有这个数据。
   //blpop表示可以等timeout时间范围内只要有这个数据就获取并移除。
   //key1 [key2] 表示可以从多个list中等待找这个数据   （理解像多个任务队列中取任务一样）
       
   //5.移除指定数据
   lrem key count value	//count表示移除几个相同的元素
   

3. list的注意事项

   • list中保存的数据都是string类型的
   • list具有索引的概念，操作数据时通常以队列的形式进行入队出队操作，或以栈的形式进行入栈出栈操作
   • 获取全部数据操作结束索引设置为-1
   • list可以对数据进行分页操作，通常第一页的信息来自于list，第2页及更多的信息通过数据库的形式加载

4. set类型

1. set类型

   • 存储大量的数据，在查询方面提供更高的效率（比起list存储效率高，因为list底层是链表，不利于查询）

   • set类型底层结构：与hash存储结构完全相同，仅存储键，不存储值（nil），并且值是不允许重复的

     理解底层结构，set整个是key - hash，其中hash的key-value中的key存真正的数据，value不存东西

     Java中的HashSet 的内部实现使用的是HashMap，只不过所有的value都指向同一个对象

     Redis的Set结构也是一样，它的内部也是用hash结构，所有的value都指向同一个内部值

     其实就是不允许重复的集合

2. set类型的基本操作

   //1.添加数据
   sadd key member1 [member2]
       
   //2.获取全部数据
   smembers key
       
   //3.删除数据
   srem key member1 [member2]
   
   //4.获取集合数据总量 （该set集合中有几个数据）
   scard key
       
   //5.判断集合中是否包含指定数据
   sismember key member
       
   

3. set类型的扩展操作

   //6.随机获取集合中指定数量的数据 （原集合数据不变）
   srandmember key [count]
       
   //7.随机获取集合中的某个数据并将该数据移出集合 （原集合数据改变）
   spop key [count]
       
   //8.求两个集合的交、并、差集
   sinter key1 [key2] 
   sunion key1 [key2] 
   sdiff key1 [key2]
       
   //9.求两个集合的交、并、差集并存储到指定集合中
   sinterstore destination key1 [key2] 
   sunionstore destination key1 [key2] 
   sdiffstore destination key1 [key2]
       
   //10.将指定数据从原始集合中移动到目标集合中
   smove source destination member
   

4. set的注意事项

   1. set 类型不允许数据重复，若添加的数据在 set 中已经存在，将只保留一份（添加已存在的数据时失败）
   2. set 虽然与hash的存储结构相同，但是无法启用hash中存储值的空间

5. sorted_set类型

1. sorted_set类型

   • 数据排序有利于数据的有效展示，需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式

   • sorted_set类型：在set的存储结构基础上添加可排序字段

     底层数据类型：key - hash( value - nil - score)，会根据score大小进行排序

     sorted_set 底层存储还是基于set结构的，因此数据不能重复，如果重复添加相同的数据，score值将被反复覆盖，保留最后一次修改的结果

2. sorted_set基本操作

   //1.添加数据
   zadd key score1 member1 [score2 member2]
       
   //2.获取全部数据
   zrange key start stop [WITHSCORES]		
   zrevrange key start stop [WITHSCORES]
   //不加withscores会展示排好序的数据，加withscores展示排好序的数据和分数
   //zrange是正向从小到大的顺序，zrevrange是从大到小
       
   //3.删除数据
   zrem key member [member ...]
       
   //4.按条件获取数据
   zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT]
   zrevrangebyscore key max min [WITHSCORES]
   
   //5.条件删除数据
   zremrangebyrank key start stop 
   zremrangebyscore key min max
       
   //min与max用于限定搜索查询的条件
   //start与stop用于限定查询范围，作用于索引，表示开始和结束索引    
       
   //6.获取集合数据总量
   zcard key
   zcount key min max
       
   //7.集合交、并操作
   zinterstore destination numkeys key [key ...] 
   zunionstore destination numkeys key [key ...]    
   
   //8.获取数据对应的索引（排名）
   zrank key member 
   zrevrank key member   
       
   //9.score值获取与修改
   zscore key member 
   zincrby key increment member    
   

四、Redis的通用指令

1. key的通用指令

//1.删除指定key
del key
    
//2.获取key是否存在
exists key
    
//3.获取key的类型
type key
    
//4.为指定key设置有效期
expire key seconds
pexpire key milliseconds				//pexpire和expire区别是时间单位不同
expireat key timestamp					//3和4指令使用时间戳，linux系统中用的
pexpireat key milliseconds-timestamp
    
//5.获取key的有效时间
ttl key 
pttl key 
    
//6.切换key从时效性转换为永久性
persist key
    
//7.查询key
keys pattern

/**
pattern 写查询模式规则
    * 匹配任意数量的任意符号
    ？配合一个任意符号
    [] 匹配一个指定符号
举例：
keys * 查询所有 
keys it* 查询所有以it开头 
keys *heima 查询所有以heima结尾 
keys ??heima 查询所有前面两个字符任意，后面以heima结尾 
keys user:? 查询所有以user:开头，最后一个字符任意 
keys u[st]er:1 查询所有以u开头，以er:1结尾，中间包含一个字母，s或t
*/
    
//8.为key改名
rename key newkey			//redis中若已有新名字则会覆盖
renamenx key newkey			//若新名字不存在的时候改成功，若redis里已有新名字则不成功
    
//9.对所有key排序
sort
    
//10.其他key的通用操作
help @generic

2. redis数据库的通用操作

1. Redis数据库

   • Redis为每个服务提供有16个数据库，编号index从0到15，每个数据库之间的数据相互独立

     （感觉类似mysql中的schema的概念）

2. Redis数据库的操作

   //1.切换数据库 （index是数据库编号，从0开始）
   select index
     
   //2.其他操作
   quit
   ping			//测试redis服务器是否连通
   echo message	//输入什么message，控制台就会输出什么message
       
   //3.数据移动
   move key db		//把key移动到db数据库中，原数据库不存在了（剪切操作）
       
   //4.数据清除
   dbsize			//看当前的数据库下有多少个数据
   flushdb			//删掉当前数据库下的所有数据
   flushall		//删掉所有数据库中的所有数据
   

五、Java连Redis服务

​ Java语言连接redis服务的工具有：Jedis、SpringData Redis、Lettuce等。其他语言也有自己连redis的工具

1. Jedis（Redis提供的工具）

1. Jedis：使用java语言连接redis服务

   Jedis官方API

2. Jedis使用步骤

   1. 引入jedis的jar包—— redis.clients.jedis

   2. 写代码

      1. 连接redis
      2. 操作redis
      3. 关闭连接

      <dependency> 
          <groupId>redis.clientsgroupId> 
          <artifactId>jedisartifactId> 
          <version>2.9.0version> 
      dependency>
      

      @Test
      public void testJedis(){
          
          //1.连接redis
          Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
          
          //2.操作redis
          jedis.set("name","itheima");
          String name = jedis.get("name");
          System.out.println(name);
          
          //3.关闭连接
          jedis.close();
      }
      

3. Jedis工具类开发

   上述代码中，Jedis对象是手工管理的，不应该。

   应该从Jedis连接池获取Jedis对象，而Jedis已经为我们提供好了连接池技术JedisPool

   public class JedisUtils {
   
       private static JedisPool jedisPool = null;
   
       //把连接池的创建过程放在静态代码块中，就加载一次，也就创建一次
       static {
           /**
            * JedisPool的三个参数
            * 1.poolConfig:连接池配置对象
            * 2.host：redis服务地址
            * 3.port：redis服务端口号
            */
   
           JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
           //设置最大连接数
           jedisPoolConfig.setMaxTotal(30);
           //设置活动连接数
           jedisPoolConfig.setMaxIdle(10);
           //设置redis服务地址
           String host = "127.0.0.1";
           //设置redis服务的端口号
           int port = 6379;
   
           //定义一个Jedis连接池
           jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig, host, port);
       }
       
       public static Jedis getJedis() {
           //getResource()即获取Jedis对象
           return jedisPool.getResource();
       }
   
       //测试一下
       public static void main(String[] args) {
           Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();
       }
   }
   
   

2. SpringData Redis (Spring提供的操作Redis）

	位于spring-data-redis-x.x.x.jar包中，[Spring Data Redis官网](https://docs.spring.io/spring-data/redis/docs/current/reference/html/)。使用方法如下

1. 引入jar包

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

2. 代码中

   @Service
   public class LoginServiceImpl implements LoginService {
       
       @Autowired
       private RedisTemplate redisTemplate;
       
       ……
           
       //把token放在redis里,过期时间1天
       ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
       valueOperations.set(key, value, 1, TimeUnit.DAYS);
       ……
   }
   

六、Redis的持久化