redis基础

一,redis简介

redis是基于内存 的key-value型数据库

• 基于内存存储,读写性能高

• 支持数据持久化

• 支持主从集群,分片集群

• 适合存储热点数据(热点商品,咨询,新闻)

• 企业应用广泛
  Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache, andmessage broker，翻译为: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NoSql数据库。
  NoSq( (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

认识NOSQL

• nosql是没有关系的,他靠json体现数据库的中的关联

• nosql无法满座acid的特性

redis下载安装

在Linux系统安装Redis步骤
1.将Redis安装包上传到Linux
2.解压安装包，命令: tar -zxvf redis-4.0.0.tar.gz-C /usr/local
3.安装Redis的依赖环境gcc，命令: yum install gcc-C++
4.进入/usr/local/redis-4.0.0，进行编译，命令: make
5.进入redis的src目录，进行安装，命令: make install

redis-cli 客户端
redis-server 服务器
修改配置文件
daemonize yes

这样redis就一直会在后台运行除非手动杀死

src/redis-server ./redis.conf 运行的时候加载配置文件

设置密码

配置文件

requirepass 123456

[root@VM-12-17-centos redis-4.0.0]# src/redis-cli -h localhost -p 6379
localhost:6379> auth 123456
OK
localhost:6379> 


src/redis-cli -h localhost -p 6379 -a 123456

docker run -p 6379:6379 --name redis -v /docker/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf -v /docker/redis/data:/data --restart=always  --log-opt max-size=10m --log-opt max-file=1 -d  redis:latest redis-server /etc/redis/redis.conf

允许远程连接

注释掉bind 127.0.0.1
失败的开放端口： firewall-cmd --zone=public --add-port=6379/tcp --permanent；firewall-cmd --reload

.\redis-cli.exe -h ip地址 -p 6379 -a 123456

二 ,Redis 数据类型

介绍

Redis存储的是key-value结构的数据,其中key是字符串类型,value有五种常用数据类型

• 字符串string
• 哈希 hash
• 列表 list
• 集合 set
• 有序集合 sorted set
  

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
DEL:删除一个指定的key
EXISTS:判断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的剩余有效期
通过help [command]可以查看一个命令的具体用法，例如∶

三,redis常用命令

字符串操作命令

• 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

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-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 num 2让num值自增2
INCRBYFLOAT:让- -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

key的层级结构

思考

Redis 没有类似mysql中的Table概念,我们该如何区分不同的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也恰好是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

例如我们的项目名叫heima,有user和product两种不同的类型,我们可以这样定义key:

• user相关的key : heima:user:1
• product相关的key : heima:product:1

如果Value是一个java对象,例如一个USER对象,可以将对象序列化成JSON字符串后存储:

hash操作命令

其value是一个无序字典,类似java中的HashMap结构

String 结构是将对象序列化成字符串后存储,当需要修改对象中的某个字段很不方便

Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储,可以针对单个字段做CRUD

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

• HSET key field value:添加或者修改hash类型key的field的值
• HGET key field: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

106.52.236.254:6379> hset heima:user:2 age 21
106.52.236.254:6379> 1
106.52.236.254:6379> hset heima:user:2 name zhangsan
106.52.236.254:6379> 1

列表list常用命令

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:

• 有序
• 元素可以重复
• 插入和删除速度快
• 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

• LPUSH key value1 [value2] 将一个或多个值插入到列表头部
• LRANGE key start stop 你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

• 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
• LRANGE key star end: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

如何利用List结构模拟一个栈?

• 入口和出口在同一边

如何利用List结构模拟一个队列?

• 入口和出口在不同边

如何利用List结构模拟一个阻塞队列?

• 入口和出口在不同边
• 出队时采用BLPOP或BRPOP

无序集合set操作命令

和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

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
SINTER key1 key2 …:求key1与key2的交集
SDIFF key1 key2 …:求key1与key2的差集
SUNION key1 key2 …:求key1和key2的并集

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

有序集合 sorted set 操作命令

SortedSet是一个可排序的set集合,与java中的TreeSet类似,但底层数据结构却差异很大,SortedSet中的每一个元素都带有一个score

属性,可以基于score属性对元素进行排序,底层的实现是一个跳表(SkipList)加hash表

特征

• 可排序
• 元素不重复
• 查询速度快

因为可排序的特征,经常用来实现排行榜这样的功能

从小到大排序
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正是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。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

• ZADD key score member:添加一个或多个元素到sorted 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
• ZINCRBY key increment 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

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

四,在java中操作redis

Redis的Java客户端很多，官方推荐的有三种:.

• Jedis
• Lettuce
• Redisson
  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

jedis

<dependency>  
    <groupId>redis.clientsgroupId>  
    <artifactId>jedisartifactId>  
    <version>3.7.0version>  
dependency>
<dependency>
<groupid>org.junit.jupitergroupId>
    <artifactId>junit-jupiter
    <version>5.7.0version>
<scope>test
dependency>

使用Jedis操作Redis的步骤:

1. 获取连接

   private Jedis jedis;
   
   @BeforeEach
   void setUp() {
   //建立连接
   jedis = new Jedis ( "192.168.150.101"，6379);
   //设置密码
   jedis.auth ( "123321");
   //选择库
   jedis.select(0);
   }
   
   

2. 执行操作

   @Test
   void testString() {
   //插入数据，方法名称就是redis命令名称，非常简单
    String result = jedis.set( "name"，"张三");
   System.out.println( "result " +result) ;
       //获取数据
   String name = jedis.get( "name" ) ;
   system.out.println ( "name = " + name) ;
   }
   

3. 关闭连接

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

Jedis连接池

public class JedisconnectionFactory {
private static final JedisPool jedisPool;
static {
JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();//最大连接
jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);//最大空闲连接
jedisPoolConfig.setMaxIdle(8);//最小空闲连接
jedisPoolConfig.setMinIdle(0);//设置最长等待时间，ms
jedisPoolConfig.setMaxwaitMillis(200);
jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig，"192.168.150.101"，6379,
1000,"123321");
}
//获取Jedis对象
public static Jedis getJedis(){
return jedisPool.getResource();
}

Spring Data Redis

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的集成就是SpringData Redis

• 提供了对不同Redis客户端的整合(Lettuce和Jedis)
• 提供了RedisTemplate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

导入坐标

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

<dependency>
<groupId>org.apache.commonsgroupId>
    <artifactId>commons-pool2
 

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

 
spring:  
  redis:  
    host: localhost  
    port: 6379  
    #passworld : 123456
    database: 0  
    jedis:  
      pool:  
        max-active: 8 #最大连接数  
        max-wait: 1ms #连接池最大阻塞等待时间  
        max-idle: 4  #连接池最大空闲时间  
        min-idle: 0  #连接池中的最小空闲连接

测试

@SpringBootTest(classes = ReggieApplication.class)  
@RunWith(SpringRunner.class)  
 public class test{  
    @Autowired  
    private RedisTemplate redisTemplate;  
  
    @Test  
    public  void test() {  
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();  
        valueOperations.set("city","beijing");  
  
  
  
    }  
}

需要配置一下

不然会序列化成这样

自定义序列化

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，默认是采用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

一般来说序列化string类型用String序列化器,用对象类型的时候用JSON序列化器

@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.setConnectionFactory(connectionFactory);  
        return redisTemplate;  
    }  
}

我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式，代码如下：

@Configuration
public class RedisConfig {

    @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;
    }
}

这里采用了JSON序列化来代替默认的JDK序列化方式。最终结果如图：

整体可读性有了很大提升，并且能将Java对象自动的序列化为JSON字符串，并且查询时能自动把JSON反序列化为Java对象。不过，其中记录了序列化时对应的class名称，目的是为了查询时实现自动反序列化。这会带来额外的内存开销。

StringRedisTemplate

为了节省内存空间，我们可以不使用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。

也就是我们手动转JSON存入redis而不是JSON序列化器帮我们转

因为存入和读取时的序列化及反序列化都是我们自己实现的，SpringDataRedis就不会将class信息写入Redis了。

这种用法比较普遍，因此SpringDataRedis就提供了RedisTemplate的子类：StringRedisTemplate，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的序列化方式的步骤，而是直接使用：

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
// JSON序列化工具
private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

@Test
void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
    // 创建对象
    User user = new User("虎哥", 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);
}

操控string类型的数据

@SpringBootTest(classes = ReggieApplication.class)  
@RunWith(SpringRunner.class)  
 public class test{  
    @Autowired  
    private RedisTemplate redisTemplate;  
  
    @Test  
    public  void test() {  
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();  
        valueOperations.set("city","beijing");  
        String city = (String) valueOperations.get("city");  
        System.out.println(city);  
        //设置过期时间  
        valueOperations.set("key1","value1",101, TimeUnit.MILLISECONDS);  
        //不存在则设置  
        valueOperations.setIfAbsent("city124", "苏州");  
          
    }  
}