Redis数据库（含jedis的实现）

Redis简介

什么是Redis？

Redis是一款高性能的NOSQL系列的非关系型数据库，是一个独立的数据库软件，可以被独立地安装在一台服务器上，可以远程操作，所以被称为远程字典服务器，Remote dictionary server

• 一个开源的基于内存的数据库，常用作键值存储、缓存和消息队列等
• 按db-engines的排名，redis是连续几年最受欢迎的键值存储数据库
• Redis通常将全部数据存储在内存中，也可以不时的将数据写入硬盘实现持久化，但仅用于重新启动后将数据加载回内存
• 内存的速度比硬盘快一个数量级

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（社会服务类型，类似百度、微信、淘宝）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。

工作中遇到的挑战：
1 、高并发读写
Web2.0网站，数据库并发负载非常高，往往达到每秒上万次的读写请求
2、高容量存储和高效存储
Web2.0网站通常需要在后台数据库中存储海量数据，如何存储海量数据并进行高效的查询往往是一个挑战
3、高扩展性和高可用性
随着系统的用户量和访问量与日俱增，需要数据库能够很方便的进行扩展、维护

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优势与缺点

• 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。

• 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。

• 总结：
  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.

发展历史

• Salvatore Sanfilippo，意大利程序员
• 他最早使用传统数据库做了一个实时的 Web 日志分析器
• 因为对其性能不够满意，开发了 Redis
• 2020 年6月，Salvatore Sanfilippo 辞去了 Redis 维护者的职务

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 ： map格式
    3. 列表类型 list ： linkedlist格式。支持重复元素
    4. 集合类型 set ： 不允许重复元素
    5. 有序集合类型 sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

Redis的基本操作

通用命令
		1. keys * : 查询所有的键
		2. type key ： 获取键对应的value的类型
		3. del key：删除指定的key value

数据库操作

redis默认有16个数据库，编号0～15，默认访问0

• 概念语法

• 执行操作

通用数据操作

操作范围为当前数据库

• 概念语法

• 执行操作

• 概念语法

• 执行操作

字符串

字符串类型 string
			1. 存储： set key value
				127.0.0.1:6379> set username zhangsan
				OK
			2. 获取： get key
				127.0.0.1:6379> get username
				"zhangsan"
			3. 删除： del key
				127.0.0.1:6379> del age
				(integer) 1

基本操作

• 概念语法

• 执行操作

字符串内容是整数、小数

• 概念语法

• 执行操作

小数操作类似整数，可自行尝试

临时键值对

生存时间time to live，缩写为ttl，指键值对距离被删除的剩余秒数如果重新set，生存时间(time to live，ttl)将被重置

以下操作支持各种数据类型

• 概念语法

• 执行操作

以下操作仅支持字符串

• 概念语法

• 执行操作

• 有单独的命令就用单独的命令

散列表

哈希类型 hash
			1. 存储： hset key field value
				127.0.0.1:6379> hset myhash username lisi
				(integer) 1
				127.0.0.1:6379> hset myhash password 123
				(integer) 1
			2. 获取： 
				* hget key field: 获取指定的field对应的值
					127.0.0.1:6379> hget myhash username
					"lisi"
				* hgetall key：获取所有的field和value
					127.0.0.1:6379> hgetall myhash
					1) "username"
					2) "lisi"
					3) "password"
					4) "123"
			3. 删除： hdel key field
			127.0.0.1:6379> hdel myhash username
			(integer) 1

key-field-value,键-字段-值

基本操作

• 概念语法

• 执行操作

• 概念语法

• 执行操作
  

value字符串的内容是数值

• 概念语法

• 执行操作
  

列表List

列表类型 list:可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）
		1. 添加：
			1. lpush key value: 将元素加入列表左表
				
			2. rpush key value：将元素加入列表右边
				
				127.0.0.1:6379> lpush myList a
				(integer) 1
				127.0.0.1:6379> lpush myList b
				(integer) 2
				127.0.0.1:6379> rpush myList c
				(integer) 3
		2. 获取：
			* lrange key start end ：范围获取
				127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1
				1) "b"
				2) "a"
				3) "c"
		3. 删除：
			* lpop key： 删除列表最左边的元素，并将元素返回
			* rpop key： 删除列表最右边的元素，并将元素返回

key-value0-value1-…,键-有序的值列队

基本操作

• 概念语法

• 执行操作
  
• 概念语法

索引从0开始，-n表示倒数第n个

• 执行操作
  

集合Set

集合类型 set ： 不允许重复元素
		1. 存储：sadd key value
			127.0.0.1:6379> sadd myset a
			(integer) 1
			127.0.0.1:6379> sadd myset a
			(integer) 0
		2. 获取：smembers key:获取set集合中所有元素
			127.0.0.1:6379> smembers myset
			1) "a"
		3. 删除：srem key value:删除set集合中的某个元素	
			127.0.0.1:6379> srem myset a
			(integer) 1

key-stringX,stringY…，键-无序的不重复的成员

基本操作

• 概念语法

• 执行操作

• 概念语法

• 执行操作

有序集合ZSet

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。

		1. 存储：zadd key score value
			127.0.0.1:6379> zadd mysort 60 zhangsan
			(integer) 1
			127.0.0.1:6379> zadd mysort 50 lisi
			(integer) 1
			127.0.0.1:6379> zadd mysort 80 wangwu
			(integer) 1
		2. 获取：zrange key start end [withscores]
			127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
			1) "lisi"
			2) "zhangsan"
			3) "wangwu"

			127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
			1) "zhangsan"
			2) "60"
			3) "wangwu"
			4) "80"
			5) "lisi"
			6) "500"
		3. 删除：zrem key value
			127.0.0.1:6379> zrem mysort lisi
			(integer) 1

• key-score1:stringX,score2:stringY…
• 分数分为（范围为float64）的浮点数，且可以重复

基本操作

• 执行操作

按区间操作

• 概念语法

交集、并集、差集

• 概念语法

遍历

遍历整个数据库

• 概念语法

• 执行操作

特定键值对的遍历

• 概念语法

• 执行操作

事务

基本操作

• 执行操作

监视

• 执行操作

按序号进行操作

Jedis

在Java 中操作 Redis

Redis 的Java 客户端很多，官方推荐的有三种:

• Jedis
  • 以Redis命令作为方法名称，学习成本低，简单实用但是Jedis实例是线程不安全的，多线程环境下需要基于连接池来使用
• Lettuce
  • Lettuce是基于Netty实现的，支持同步、异步和响应式编程方式，并且是线程安全的。支持Redis的哨兵模式、集群模式和管道模式。跟spring融合较好
• Redisson
  • Redisson是一个基于Redis实现的分布式、可伸缩的Java数据结构集合。包含了诸如Map、Queue、LockSemaphore、AtomicLong等强大功能

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

使用Jedis操作Redis的步骤

• 引入依赖
  需要新建一个maven文件，在文件内写入如下代码

<dependency>
	<groupld>redis.clients</groupld>
	<artifactld>jedis</artifactld>
	<version>3.7.0</version>
</dependency>

• 获取连接

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);//相当于jdbc的connection

• 执行操作
• 关闭连接

代码实现

测试类

package com.svt.test;

import org.junit.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.Set;

/**
 * 使用Jedis操作Redis
 */
public class JedisTest {

    @Test
    public void testRedis(){
        // 获取连接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);//相当于jdbc的connection

        // 选择库 默认0
        jedis.select(0);
        // 执行具体的操作
        //存入数据
        String result = jedis.set("username", "wonwoo");
        System.out.println("result="+result);

        //获取数据
        String value = jedis.get("username");
        System.out.println("username="+value);

        //删除数据
        //jedis.del("username");

        jedis.hset("myhash","addr","bj");
        String hvalue = jedis.hget("myhash", "addr");
        System.out.println(hvalue);

        Set<String> keys = jedis.keys("*");
        for (String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }

        if (jedis!=null){
            // 关闭连接
            jedis.close();
        }
    }
}