JavaWeb(NOSQL Redis数据结构|常用命令|持久化问题 maven项目中操作Redis )

Redis

redis是一款高性能的NOSQL系列的非关系型数据库
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，官方提供测试数据，50个并发执行100000个请求,读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s ，且Redis通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据

redis的应用场景
    缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）
    聊天室的在线好友列表
    任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
    应用排行榜
    网站访问统计
    数据过期处理（可以精确到毫秒
    分布式集群架构中的session分离

什么是NOSQL

什么是NOSQL
	NoSQL(NoSQL = Not Only SQL)，意即“不仅仅是SQL”，是一项全新的数据库理念，泛指非关系型的数据库。
	随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，尤其是大数据应用难题。

主流的NOSQL产品
    •键值(Key-Value)存储数据库
    相关产品：Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
    典型应用：内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。 
    数据模型：一系列键值对
    优势：快速查询
    劣势：存储的数据缺少结构化
    •列存储数据库
    相关产品：Cassandra, HBase, Riak
    典型应用：分布式的文件系统
    数据模型：以列簇式存储，将同一列数据存在一起
    优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
    劣势：功能相对局限
    •文档型数据库
    相关产品：CouchDB、MongoDB
    典型应用：Web应用（与Key-Value类似，Value是结构化的）
    数据模型：一系列键值对
    优势：数据结构要求不严格
    劣势：查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法
    •图形(Graph)数据库
    相关数据库：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
    典型应用：社交网络
    数据模型：图结构
    优势：利用图结构相关算法。
    劣势：需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。

NOSQL和关系型数据库比较

优点：
    1.成本：nosql数据库简单易部署，基本都是开源软件，不需要像使用oracle那样花费大量成本购买使用，相比关系型数据库价格便宜。
    2.查询速度：nosql数据库将数据存储于缓存之中，关系型数据库将数据存储在硬盘中，自然查询速度远不及nosql数据库。
    3.存储数据的格式：nosql的存储格式是key,value形式、文档形式、图片形式等等，所以可以存储基础类型以及对象或者是集合等各种格式，而数据库则只支持基础类型。
    4.扩展性：关系型数据库有类似join这样的多表查询机制的限制导致扩展很艰难。

缺点：
    1.维护的工具和资料有限，因为nosql是属于新的技术，不能和关系型数据库10几年的技术同日而语。
    2.不提供对sql的支持，如果不支持sql这样的工业标准，将产生一定用户的学习和使用成本。
    3.不提供关系型数据库对事务的处理。
    
	关系型数据库与NoSQL数据库并非对立而是互补的关系，即通常情况下使用关系型数据库，在适合使用NoSQL的时候使用NoSQL数据库，让NoSQL数据库对关系型数据库的不足进行弥补。
	一般会将数据存储在关系型数据库中，在nosql数据库中备份存储关系型数据库的数据    

非关系型数据库的优势

1. 性能NOSQL是基于键值对的，可以想象成表中的主键和值的对应关系，而且不需要经过SQL层的解析，所以性能非常高。
2. 可扩展性同样也是因为基于键值对，数据之间没有耦合性，所以非常容易水平扩展

关系型数据库的优势

1. 复杂查询可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。
2. 事务支持使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。对于这两类数据库，对方的优势就是自己的弱势，反之亦然。

Redis下载和安装

下载安装
	1. 官网：https://redis.io
	2. 中文网：http://www.redis.net.cn/
解压直接可以使用：
	redis.windows.conf：配置文件
	redis-cli.exe：redis的客户端
	redis-server.exe：redis服务器端	
修改了配置文件，开启时使用命令开启并加载配置文件
    redis-server.exe redis.windows.conf	

redis的数据结构

redis存储的是：
	key,value格式的数据，
	其中key都是字符串，
	value有5种不同的数据结构
	
value的数据结构：
    1. 字符串类型 string    
    2. 哈希类型 hash
    	相当于Java中的 map格式  
    3. 列表类型 list
    	相当于Java中的 linkedlist格式。支持重复元素 
    4. 集合类型 set
    	不允许重复元素,无序（存取顺序不一致）
    5. 有序集合类型 sortedset
    	不允许重复元素，且元素有顺序

Redis的常用命令

通用命令

查看所有的键 keys *
清空数据库 flushall
清空所有数据 flushdb 
获取键对应的value的类型 type key

字符串类型

set username zhangsan
get username
del username
set username zhangsanAndLisi

▼通过起始索引 终止索引获取一部分值
	getrange username 0 4 
▼从开始获取完
	getrange username 0 -1  
▼追加
	append username And
▼将给定key的值设为value，并返回key的旧值(old value)
	getset pwd hello
▼将key中储存的数字值增一
	incr key  
	例如 incr id
▼将key中储存的数字值减一
	decr key  
	例如 decr id
▼将值value关联到key，并将key的过期时间设为seconds (以秒为单位)。
    setex key seconds value  
    例如 setex code 60 abc123
▼只有在key不存在时设置key的值
	setnx key value  
	例如 setnx pwd 123456

哈希类型

值是hash类型 也就是类似于java中的map
▼存数据
	hset key field value
    例如 hset user username zhangsan
    例如 hset user password 123456
▼取数据
	hget key field 获取指定的field对应的值
	hgetall key 获取所有的field和value
	例如 hgetall user
▼删除
	hdel key field
    例如 hdel user username 
    例如 hdel user password age
▼查看某个键是否存在 返回0
	例如 hexists user username
▼获取所有的键
	例如 hkeys user
▼获取哈希表中所有值
	例如 hvals user
▼获取哈希表中字段的数量
	例如 hlen user

列表类型

值是列表类型 类似有java中的list
▼从左边添加
	lpush key value
    例如 lpush mylist aaa
    例如 lpush mylist bbb
    例如 lpush mylist ccc
    例如 lpush mylist ddd eee fff
▼从左获取
	lrange key start end
	例如 lrange mylist 0 -1
▼获取列表长度
	例如 llen mylist
▼从右边添加
	例如 rpush rlist 111 222 333 444
▼通过索引获取列表中的元素
	例如 lindex mylist 0 
▼删除
    lpop key 删除列表最左边的元素，并将元素返回
    例如 lpop MyList
    rpop key 删除列表最右边的元素，并将元素返回
    例如 rpop myList
▼修改 把列表中索引2的元素修改为uuuu
	例如 lset rlist 2 uuuu			

集合类型

集合类型 set: 不允许重复元素，无序
▼添加元素
    sadd key value
    例如 sadd student zhangsan
    例如 sadd student lisi
    例如 sadd student zhangsan lisi wangwu
▼获取元素
    smembers key
    例如 smembers student
▼删除元素
    srem key value
    srem student lisi
▼获取长度
	例如 scard student

有序集合类型

有序集合类型 sortedset：
	不允许重复元素，且元素有顺序.
	每个元素都会关联一个double类型的分数。
	redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序

▼存储 zadd 键 分数 值
    zadd key score value
    例如 zadd score 1 100
    例如 zadd score 10 20
    例如 zadd score 5  200
▼取 不带分数
    例如 zrange score 0 -1
▼取 带分数
	例如 zrange score 0 -1 withscores
▼删除
	zrem key value
	例如 zrem score 100
▼获取有序集合的成员数
	ZCARD key 

Redis持久化问题

redis是一个内存数据库，当redis服务器重启，或者电脑重启，数据会丢失，我们可以将redis内存中的数据持久化保存到硬盘的文件中。那么当下次服务器重启了，再把数据从文件中读取回来。
	
redis持久化机制：
    1. RDB：默认方式，不需要进行配置，默认就使用这种机制
        在一定的间隔时间中，检测key的变化情况，然后持久化数据
        a. 编辑redis.windwos.conf文件  大概在 194行
            #   after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed  15分钟后至少有一个key发生变化，就持久化一次
            save 900 1
            #   after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed  5分钟后至少有10个key发生变化，就持久化一次
            save 300 10
            #   after 60 sec if at least 10000 keys changed  60秒后至少有1万个key可以发生变化就持久化一次
            save 60 10000
        b. 那么比如我修改成 save 10 2 意思是每10秒钟 检查有2个key发送变化就持久化一次。
        c.重新启动redis服务器(这里重启用命令来启动,并指定配置文件名称)
        	D:\Redis-x64-3.2.100>redis-server.exe redis.windows.conf	
    		启动后，我们添加点数据发现在 redis所在目录下会有一个dump.rdb文件生成

    2. AOF：日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作。可以每一次命令操作后，持久化数据

    a. 编辑redis.windwos.conf文件 大概在 581 行
        默认是关闭，你改成yes就开启了
        appendonly no（关闭aof） --> appendonly yes （开启aof）
        # appendfsync always ： 每一次操作都进行持久化
        appendfsync everysec ： 每隔一秒进行一次持久化
        # appendfsync no	 ： 不进行持久化
    b.然后你开启服务器：
    	D:\Redis-x64-3.2.100>redis-server.exe redis.windows.conf	
    	就会生成一个appendonly.aof文件，来进行数据保存

java中操作redis

Java客户端 Jedis
Jedis: 一款java操作redis数据库的工具. 类似于JDBC操作MySQL

使用步骤
	1. 下载jedis的jar包或者maven
        pom.xml
        <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>2.7.0</version>
        </dependency>
	2. 使用
        //1. 获取连接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        //2. 操作 记住了名命令，也就记住了方法名
        jedis.set("username", "zhangsan");
        //3. 关闭连接
        jedis.close();

字符串类型

//1. 获取连接
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
//jedis.auth("123456") 如果有密码就设置一下
//2. 操作 记住了名命令，也就记住了方法名
jedis.set("username", "zhangsan");
String username = jedis.get("username");
System.out.println(username);

jedis.hset("student", "username", "zhangsan");
jedis.hset("student", "age", "18");
String hget = jedis.hget("student", "username");
System.out.println(hget);

//3. 关闭连接
jedis.close();

有序集合类型

Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
//jedis.auth("123456")

jedis.zadd("mysortedset", 3, "猪八戒");
jedis.zadd("mysortedset", 30, "沙僧");
jedis.zadd("mysortedset", 1, "孙悟空");

Set<String> mysortedset = jedis.zrange("mysortedset", 0, -1);
for (String s : mysortedset) {
    System.out.println(s);
}

System.out.println("=======================");

//获取元素和分数
Set<Tuple> mysortedset1 = jedis.zrangeWithScores("mysortedset", 0, -1);
for (Tuple tuple : mysortedset1) {
    double score = tuple.getScore();
    String element = tuple.getElement();
    System.out.println(score);
    System.out.println(element);
}

jedis.close();

Maven项目–Jedis连接池

pom.xml

<dependency>
    <groupId>redis.clientsgroupId>
    <artifactId>jedisartifactId>
    <version>2.7.0version>
dependency>

resources目录下的jedisConfig.properties

#控制一个pool可分配多少个jedis实例
maxTotal=20
#控制一个pool最多有多少个状态为idle(空闲的)的jedis实例
maxIdle=5
host=127.0.0.1
port=6379
timeout=5000
password=123456

JedisPoolUtils.java

public class JedisPoolUtils {
    //连接池
    private static JedisPool jedisPool;

    static {
        try {
            //读取配置文件
            Properties properties = new Properties();
            InputStream in = JedisPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jedisConfig.properties");
            properties.load(in);

            //0.创建一个配置对象
            //获取数据，设置到JedisPoolConfig中
            JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
            //控制一个pool可分配多少个jedis实例
            config.setMaxTotal(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxTotal")));
            //控制一个pool最多有多少个状态为idle(空闲的)的jedis实例
            config.setMaxIdle(Integer.parseInt(properties.getProperty("maxIdle")));

            //JedisPool jedisPool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 5000, "123456", 1);
            String host = properties.getProperty("host");
            int port = Integer.parseInt(properties.getProperty("port"));
            int timeout = Integer.parseInt(properties.getProperty("timeout"));

            //1.创建Jedis连接池对象
            jedisPool = new JedisPool(config,host,port,timeout);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //使用
    public static Jedis getJedis() {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        
        String name = null;
        String username = jedis.get("username");
        if (username != null) {
            name = username;
        } else {
            name = "jack"
            jedis.set("username", name);
        }
    }
}