Redis基础

初识Redis

认识NoSQL

SQL：结构化查询语言 => 关系型数据库

NoSQL：非关系型数据库

SQL与NoSQL的差异：

1. 数据结构
   1. SQL结构化：表的信息依赖于表的结构
   2. NoSQL非结构化：存储的信息为KV形式
2. 数据关联
   1. SQL关联：可以建立并维护表与表之间的关系（外键）
   2. NoSQL无关联：需要自行维护数据关联
3. 查询方式
   1. SQL：使用SQL语句查询
   2. NoSQL：没有统一标准（Redis、MongoDB）
4. 事物特性
   1. SQL：满足ACID
   2. NoSQL：基本可用BASE
5. 存储方式
   1. SQL：磁盘
   2. NoSQL：内存（速度快）
6. 扩展性
   1. SQL：垂直（本机）
   2. NoSQL：水平（支持分布式）

Redis特点

1. KV结构
2. 单线程，命令执行具备原子性
3. 低延迟、性能快（基于内存、IO多路复用、C语言编写）
4. 支持数据持久化
5. 支持主从集群（扩展速度）、分片集群（扩展存储量）
6. 支持多语言客户端

Redis安装

Redis官方只提供了Linux版本

Redis常见命令

Redis通用命令

KEYS：查看符合模板的所有key

不建议在生产环境（或集群的主节点）上使用。Redis单线程，会导致线程阻塞。

KEYS *name*

DEL：删除key

DEL username

DEL username password

EXISTS：判断key存在

EXISTS username

EXPIRE：给key设置有效期，单位是秒（到期自动删除）

TTL：查看有效期（-2表示不存在、-1表示永不过期）

EXPIRE name 20

TTL name

Redis数据结构

1. String
2. Hash（类似JSON）
3. List（列表）
4. Set（无重复元素的集合）
5. SortedSet（有序集合）
6. GEO（经纬度坐标）
7. BitMap
8. HyperLog

String

字符串，最简单的数据类型。上限是512M。

String的类型

• string：字符串
• int：整型，可以自增自减
• float：浮点类型，可以自增自减

常见命令

1. SET：添加、修改KV
2. GET：通过K查询V
3. MSET：批量添加
4. MGET：批量查询
5. INCR：整型i++（INCR age：age++）
6. INCRBY：整型i+=n（INCRBY age 2：age += 2）
7. INCRBYFLOAT：浮点i+=n（INCRBYFLOAT level 2：level += 2）
8. SETNX：新增KV（若存在K则不添加）
9. SETEX：添加KV，并指定有效期

key的结构：层级存储。用于key名称的设置，避免了key重复的问题

项目名:业务名:类型:id

hpan:user:username:1
hpan:admin:username:1

Hash

无序字典，类似JSON。

相比于序列化JSON，以字符串形式保存。Hash结构可以更方便地修改。

常见命令

1. HSET key field value：添加、修改key的field值（HSET user:1 username wmh）
2. HGET key field：查询key的field值（HSET user:1 username）
3. HMSET、HMGET：批量
4. HGETALL：查询所有的field和value
5. HKEYS、HVALS：查询所有的field或value
6. HINCRBY：整型value+=n（HINCRBY user:4 age 2：user[4].age+=2）
7. HSETNX：新增field-value（若存在K则不添加）

List

双向链表，类似于LinkedList。可以正向、反向查找。

1. LPUSH/RPUSH key value：左/右侧插入元素
2. LPOP/RPOP key：左/右侧弹出元素
3. LRANGE key i j：从i到j遍历元素
4. BLPOP、BRPOP：阻塞式获取（有元素就取、没有元素就等）

• 模拟栈：入口出口在同一边
• 模拟队列：入口出口不在同一边
• 模拟阻塞队列：入口出口不在同一边，出队使用BLPOP、BRPOP

Set

无序、元素不可重复、查找速度快、支持交集、并集、差集等。

单个Set：

1. SADD key item…：添加item
2. SREM key item…：移除item
3. SCARD key：查询元素个数
4. SISMEMBER key item：判断item是否存在
5. SMEMBERS：获取所有元素

Set之间：

1. SINTER k1 k2：交集
2. SDIFF k1 k2：差集
3. SUNION k1 k2：并集

SortedSet

每个元素都带一个score属性，根据score排序。可排序、元素不重复、查询速度快。

1. ZADD key score item…：添加item
2. ZREM key item…：移除item
3. ZSCORE key item：查询item的score
4. ZRANK key item：获取item的排名
5. ZCARD key：查询元素个数
6. ZCOUNT key min max：获取分数在min到max的元素个数
7. ZRANGE key i j：获取排名为i到j的元素
8. ZRANGEBYSCORE key min max：获取分数为min到max的元素
9. ZINCRBY key n item：item.score+=n
10. ZDIFF、ZINTER、ZUNION：差集交集并集

排名默认为升序，降序排名需要加上REV：ZRANK → ZREVRANK

Redis的Java客户端

客户端介绍

1. Jedis：方法命名和Redis命令相似。线程不安全，多线程需要连接池。
2. letture：基于Netty，支持同步、异步和响应式编程方式，线程安全。支持哨兵模式、集群模式和管道模式。
3. Redisson：实现了分布式、可伸缩的Java数据结构。和使用原生集合一样使用Redis集合。

SpringDataRedis：整合了Jedis、letture

Jedis

redis/jedis: Redis Java client (github.com)

Jedis使用：

1、引入依赖

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>5.0.0</version>
</dependency>

2、建立连接

Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
jedis.auth("123.com");
jedis.set("name", "wmhs");
jedis.close();

多线程 → 使用Jedis连接池

SpringDataRedis

简介

Spring Data Redis

• 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、哨兵、集群
• 支持基于Lettuce的响应式编程
• 支持基于JDK、JSON、宇符串、Spring对象的数据序列化及反序列化
• 支持基于Redis的DKCollection实现

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。

不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中

自定义RedisSerializer

RedisTemplate可以接收Object作为值写入Redis。

But，采用JDK序列化Object为字节形式。占用内存大、可读性差。

So，可以自行编写RedisSerializer实现（使用jackson）。

But，写入的对象有@class属性，造成了额外开销。

StringRedisTemplate

Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类，KV的序列化方式默认就是String方式。

如何存对象？ → 自行序列化和反序列化

常见的JSON序列化库：

1. gson（google 的）
2. fastjson alibaba（阿里，快但是有Bug）
3. jackson
4. kryo

使用步骤：

1、导入pom.xml配置

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>    
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

2、配置application.yml

spring:
  data:
    redis:
      port: 6379
      host: 127.0.0.1
      password: 123456
      database: 0
      timeout: 10000
      lettuce:
        pool:
          enabled: true
          max-active: 100
          max-wait: 10000
          max-idle: 10
          min-idle: 1

3、编写测试类

不连接数据库启动SpringBoot项目

@SpringBootApplication(exclude= {DataSourceAutoConfiguration.class})

@Test
void StringRedisTemplateTest() {
    ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
    // name
    ops.set("name", "wmh");
    System.out.println("name: " + ops.get("name"));
    // yx
    ops.set("yx", gson.toJson(new User("yx", 18)));
    String yx = ops.get("yx");
    System.out.println("yx: " + gson.fromJson(yx, User.class));
}