一、初识Redis

认识NoSql

redis是键值数据库，没有表、没有约束，存的都是键值对，称为NoSql数据

 NoSQL VS SQL

 

 认识Redis

Redis诞生于2009年，全称Remote Dictionary Server，远程词典服务器，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库

特征：

键值（key-value）型，value支持多种不同数据结构，功能丰富

单线程，每个命令具备原子性

低延迟、速度快（基于内存、IO多路复用、良好的编码）

支持数据持久化

 支持主从集群、分片集群

支持多语言客户端

安装Redis

第一步：安装Redis依赖

Redis是基于C语言编写的，因此首先需要安装Redis所需要的gcc依赖：

yum install -y gcc tcl

第二步：上传安装包至/user/local/src目录（这个目录一般用于放安装包），然后解压

第三步：进入redis目录，运行编译命令

进入redis目录：cd redis-6.2.6

运行编译命令：make && mak install

如果没有出错，就安装好了

默认的安装路径是/usr/local/bin目录

 该目录已经默认配置倒环境变量，因此可以在任意目录下运行这些命令。其中：

redis-cli：redis提供的命令行客户端

redis-server：是redis的服务端启动脚本

redis-sentinel：是redis的哨兵启动脚本

redis启动方式：

前台启动：redis-server

后台启动：

        修改Redis配置文件 /usr/local/src/redis-6.2.6目录下的redis.conf

①将redis.conf文件备份一份

[root@Soft redis-6.2.6]# cp redis.conf redis.conf.bck

②修改redis.conf文件中的一些配置

#监听地址默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问，

#生产环境不要设置为0.0.0.0

bind 0.0.0.0

#守护进程，修改为yes后即可后台运行

daemonize yes

#密码，设置后访问redis必须输入密码

requirepass 123321

Redis中的其他配置：

#监听的端口

port 6379

#工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server时的命令，日志、持久化等文件

#会保存在这个目录

dir .

#数据库数量，设置为1，代表只使用1个库，默认有16个库，编号0~15

maxmemory 512mb

#日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名

logfile "redis.log"

开机自启

①新建一个系统服务文件

vi /etc/systemd/system/redis.service

②写入配置

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

③重启系统服务

systemctl daemon-reload

执行下面的命令，可以让redis开启自启：

systemctl enable redis

Redis命令行客户端

Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli

使用方法：

redis-cli [options] [commonds]

其中常见的options有：

        -h    127.0.0.1：指定要连接的redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1

        -p    6379：指定要连接的redis节点的端口，默认是6379

        -a    123321：指定redis的访问密码

其中commands是redis的操作命令，例如：

        ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong

不指定command时，会进入redis-cli的交互控制台

AUTH后面跟的是你的redis密码

Redis图形化界面

安装RESP即可

 二、Redis命令

Redis数据结构

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样

通用命令

通用指令时不分数据类型的、都可以使用的指令。常见的有：

①KEYS：查看符合通配符模板的所有key，不建议在生产环境设备上使用

②DEL：删除一个指定的key，也可以删多个指定的key

        DEL key[key1,key2...]

 ③EXISTS：判断key是否存在

④EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除

⑤TTL：查看一个KEY的剩余有效期

返回-2则代表该key已经被删除

 String类型

String字符串，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型

根据字符串的格式不同，可以分为3类：

string：普通字符串

int：整数类型，可以做自增、自减操作

float：浮点类型，可以做自增、自减操作

不管是那种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过编码方式不同

字符串类型的最大空间不能超过512m

String类型的常见命令：

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：让一个整型的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

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的层级格式

Redis没有类似MySQL中的Table的概念，我们该如何区分不同类型的key呢？

        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恰好也是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

这个格式并非固定，也可以根据我们的需求来删除或添加词条

例如我们的项目叫heima，有user和product两种不同类型的数据，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，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储：

插入四条数据：

Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构

String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改某个字段时很不方便：

Hash结构可将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD：

 Hash类型常见命令：

HSET key field value：添加或修改hash类型key的field的值

HGET key field：获取一个hash类型key的field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中所有的field

HVALS：获取一个hash类型的key中所有的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

List类型

Reids中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做一个双向链表结构。既可以支持正向检索，也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：

        有序

        元素可以重复

        插入和删除快

        查询速度一般

List常见命令：

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。如果本来没有元素，但是在等待的时候元素插入进来，就可以返回插入的这个元素

总结：

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结果模拟一个队列？

        入口和出口在不同边

如何利用List结果模拟一个阻塞队列？

        入口和出口在不同边

        出队时采用BLPOP或BRPOP

Set类型

Redis的Set结构域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

Set类型的常见命令

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和key2的交集

SDIFF key1 key2 ...：求key1和key2的差集

SUNION key1 key2 ...：求key1和key2的并集

案例：Set命令的练习

 

 SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。

SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加hash表

SortedSet具备下列特性：

        可排序

        元素不重复

        查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能

SortedSet类型的常见命令：

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

案例：SortedSet命令练习

 

 三、Redis的Java客户端

客户端比较

 

Jedis快速入门

第一步：引入依赖

        <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>3.7.0</version>
        </dependency>

第二步：编写测试代码

        创建Jedis对象，建立连接

        使用Jedis，方法名与Redis命令一致

        释放连接

public class JedisTest {

    private Jedis jedis;

    @BeforeEach
    void setUp(){
        //1.建立连接
        jedis = new Jedis("192.168.202.128", 6379);
        //2.设置密码
        jedis.auth("0529Love");
        //3.选择库
        jedis.select(0);
    }

    @Test
    void testString(){
        // 存入数据
        String result = jedis.set("name1", "柳妹");
        // 释放连接
        String name1 = jedis.get("name1");
        System.out.println(name1);
    }

    @Test
    void testHash(){
        Map<String,String> map=new HashMap<>(){{
            put("name","Lisa");
            put("age","21");
        }};
        jedis.hset("user:9",map);
        Map<String, String> res = jedis.hgetAll("user:9");
        System.out.println(res);

    }

    @AfterEach
    void turnDown(){
        if(jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }
}

Jedis连接池

Jedis本身是线程不安全的，并且频繁的创建和销毁连接会有性能损耗，因此推荐使用Jedis连接池来代替Jedis直连方式

public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;

    static {
        //配置连接池
        JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
        poolConfig.setMaxTotal(8);
        poolConfig.setMaxIdle(8);
        poolConfig.setMinIdle(0);
        poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);
        //创建连接池对象
        jedisPool=new JedisPool(poolConfig,"192.168.202.128",6379,1000,"123321");
    }

    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPool.getResource();
    }
}

测试：

public class JedisTest {

    private Jedis jedis;

    @BeforeEach
    void setUp(){
        jedis=JedisConnectionFactory.getJedis();
    }

    @Test
    void testString(){
        // 存入数据
        jedis.set("name1", "柳妹");
        // 释放连接
        String name1 = jedis.get("name1");
        System.out.println(name1);
    }

    @AfterEach
    void turnDown(){
        if(jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }
}

认识SpringDataRedis

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的集成模块就叫做SpringDataRedis

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JDKConnection实现

 

RedisTemplate快速入门

第一步：引入依赖

        <!--redis依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <!--连接池依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-pool2</artifactId>
        </dependency>

因为SpringBoot默认支持lettuce，如果想使用jedis，需要手动引入依赖

 

第二步：配置连接redis和lettuce

spring:
  redis:
    host: 192.168.202.128
    port: 6379
    password: 123321
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8
        max-idle: 8
        min-idle: 0
        max-wait: 1000ms

第三步：测试redisTemplate

@SpringBootTest
class SpringDataRedisDemoApplicationTests {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void contextLoads() {
        //写入一条String数据
        redisTemplate.opsForValue().set("name3","虎哥");
        //获取String数据
        Object name3 = redisTemplate.opsForValue().get("name3");
        System.out.println(name3);

    }

}

RedisTemplate的RedisSerializer

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，得到的结果如下：

缺点：

        可读性差

        内存占用较大

重写RedisTemplate的序列化方法

@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;
    }

}

手动引入jackson依赖

        <dependency>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-databind</artifactId>
        </dependency>

StringRedisTemplate

尽管JSON的序列化方式可以满足我们的需求，但仍然存在一些问题

为了在反序列化时知道对象的类型，JSON序列化器会将类的class类型写入json结果中并存入Redis，会带来额外的内存消耗

为了节省内存空间，我们并不会使用JSON序列化器来处理value，二是统一使用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

Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类，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的过程：

@SpringBootTest
class SpringDataRedisDemoApplicationTests {

    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Test
    void contextLoads() {
        //写入一条String数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("name4","冬妹");
        //获取String数据
        Object name3 = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name4");
        System.out.println(name3);

    }

    private static final ObjectMapper mapper=new ObjectMapper();
  @Test
    void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
      //创建对象
      User user = new User("冬妹", 22);
      //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");
      User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
      System.out.println(user1);


  }

}

总结：

RedisTemplate操作Hash类

  @Test
    void testHash(){
      stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:400","name","一二");
      stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:400","age","21");
      Map<Object, Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:400");
      System.out.println(entries);
  }

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至此，基础篇完结~~❀