Redis快速入门

认识NoSQL

什么是NOSQL

NoSQL最常见的解释是"non-relational"，很多人也说它是"Not Only SQL"
NoSQL仅仅是一个概念，泛指非关系型的数据库
区别于关系数据库，它们不保证关系数据的ACID特性
NoSQL是一项全新的数据库革命性运动，提倡运用非关系型的数据存储，相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维的注入
常见的NoSQL数据库有：Redis、MemCache、MongoDB等

SQL和NoSQL的差别

	SQL	No SQL
数据结构	结构化	非结构化
数据关联	关联的	无关联的
查询方式	SQL查询	非SQL
事务特性	ACID	BASE
存储方式	磁盘	内存
扩展性	垂直	水平
使用场景	1）数据结构固定 2）相关业务对数据安全性、一致性要求较高	1）数据结构不稳定 2）对一致性、安全性要求不高 3）对性能要求

认识Redis

Redis诞生于2009年全称是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。

Redis的特征：

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（新版本网络多线程）。
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

Redis安装

本次安装基于Mac系统，使用brew进行安装，其他系统以及其他方式可自行百度

redis官网：https://redis.io

准备

使用mac的包管理工具brew安装，若未安装brew，可在命令行输入下面命令进行安装
```
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://gitee.com/cunkai/HomebrewCN/raw/master/Homebrew.sh)"
```

安装

在终端运行下面命令：
```
brew install redis
```

安装信息

==> Downloading https://mirrors.ustc.edu.cn/homebrew-bottles/bottles/redis-6.0.1
######################################################################## 100.0%
==> Pouring redis-6.0.1.mojave.bottle.tar.gz
==> Caveats
To have launchd start redis now and restart at login:
  brew services start redis
Or, if you don't want/need a background service you can just run:
  redis-server /usr/local/etc/redis.conf
==> Summary
🍺  /usr/local/Cellar/redis/6.0.1: 13 files, 3.7MB

redis默认安装在/usr/local/Cellar下，配置文件redis.conf在/usr/local/etc下。

Redis启停

启动redis
```
brew services start redis
```
查看redis启动状态
```
brew services info redis
```

如果redis正在运行，你将看到下面信息

redis (homebrew.mxcl.redis)
Running: ✔
Loaded: ✔
User: miranda
PID: 67975

关闭redis
```
brew services stop redis
```

配置Redis

打开配置文件

使用下面命令，打开目录
```
open /usr/local/etc
```
找到redis.conf，使用文本编辑器打开

修改配置文件

修改配置文件

# 指定端口
bind 0.0.0.0
# 设置守护进程，后台运行
daemonize yes
# 设置密码
requirepass 123123

其他常见配置，可不修改

# 监听的端口
prot 6397
# 工作目录
dir .
# 数据库数量
databases 16
# 设置redis能够使用的最大内存
maxmemory 512mb
# 日志文件，默认为空 
logfile "redis.log"

Redis常见命令

Redis数据结构介绍

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

官方学习文档

https://redis.io/commands/

Redis通用命令

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
```
EXPIRE name 10 # 10s
```
TTL：查看一个KEY的剩余有效期

可以通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法！

String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。

其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可分为3类：

string：普通字符串
int：整数类型，可做自增、自减操作
float：浮点类型，可做自增、自减操作

不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

KEY	VALUE
msg	Hello world
num	10
score	92.5

String常见命令有：

SET：添加或者修改已存在的一个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key自增1
INCRBY：让一个整型key自增并且指定步长，例如：
```
INCRBY age -1 # 自减，等同DECR
```
INCRBYFLOAT：让一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

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，也可以根据自己的需求来删除或添加词条。

例如我们的项目名称叫 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

KEY	VALUE
heima:user:1
heima:product:1

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。

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

Hash常见的命令

HSET key field value：添加或者修改hash类型的key的field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值
HMGET：批量获取多个hash类型的key的field值
HGETALL：获取一个hash类型的key中所有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的字段自增且指定步长
```
HINCRBY test:hash age 2
```
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

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：

有序
元素可重复
插入和删除块
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.

List常见的命令：

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，没有返回null
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null

思考

如何利用List结构模拟一个栈？

先进后出，入口和出口在同一边

如何利用List结构模拟一个队列

先进先出，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

Set类型

Redis的Set结构与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类型常见的命令

SADD key member：向set中添加一个或多个元素
SREM ley member：移除set中的指定元素
SCARD key：返回set中元素个数
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与key2的并集

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类型常见的命令

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中指定元素的score值
ZRANK key member：获取sorted set中指定元素的排名
ZCARD key：获取sorted set中元素的个数
ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内所有元素的个数
ZINCRBY key increment member：让sorted set中指定元素自增，步长为指定的increment值
ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定范围排名内的元素
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、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

Redis客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到Redis客户端，包括：

命令行客户端
图形化桌面客户端
变成客户端

命令行客户端

Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli

使用如下命令
```
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 123123：指定redis的访问密码
其中的commands就是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，则进入redis-cli的交互控制台

图形化桌面客户端

下载地址：AnotherRedisDesktopManager、RedisDesktopManager

安装完成后就可以使用了

Java客户端

在Redis官网提供了各种语言的客户端，地址：https://redis.io/clients

Java常用客户端

Jedis
lettuce
SpringDataRedis

Jedis

Jedis官网地址：https://github.com/redis/jedis

快速入门

新建Maven工程，引入下面的依赖

<dependency>
  <groupId>redis.clients</groupId>
  <artifactId>jedis</artifactId>
  <version>3.7.0</version>
</dependency>
<dependency>
  <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
  <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
  <version>RELEASE</version>
  <scope>compile</scope>
</dependency>

编写测试类，与Redis建立连接

private Jedis jedis;

@BeforeEach
void setUp() {
  // 获取连接
  jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
  // 设置密码
  jedis.auth("123123");
  // 选择库
  jedis.select(0);
}

操作方法

@Test
void testString() {
  String result = jedis.set("name", "swcode");
  System.out.println("result = " + result);
  // 获取数据
  String name = jedis.get("name");
  System.out.println("name = " + name);
}

释放资源

@AfterEach
void tearDown() {
  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，因此我们推荐大家使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式

public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;

    static {
        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,"127.0.0.1", 6379, 1000, "123123");
    }

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

从连接池中获取jedis对象

jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
// 改为
jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();

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

官网地址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

提供了对不同Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）
提供了对不同RedisTemplate同一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

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中：

快速入门

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支出，使用非常简单：

使用Spring Initializr创建SpringBoot项目，选择以下依赖：
- Lombok
- Spring Data Redis

确保引入以下依赖

<!-- 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>
<!-- Lombok -->
<dependency>
  <groupId>org.projectlombok</groupId>
  <artifactId>lombok</artifactId>
  <optional>true</optional>
</dependency>

编写配置文件

spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    password: 123123
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8
        max-idle: 8
        min-idle: 8
        max-wait: 100ms

编写测试类执行测试方法

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void testString() {
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "Google");
        Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println(name);
    }
}

RedisSerializer配置

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

解决方案：

配置Reids

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        // 1.创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        // 2.设置连接工厂
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);

        // 3.创建序列化对象
        StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();

        // 4.设置key和hashKey采用String的序列化方式
        template.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
        template.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);

        // 5.设置value和hashValue采用json的序列化方式
        template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        return template;
    }
}

此时我们已经将RedisTemplate的key设置为String序列化，value设置为Json序列化的方式，再来执行方法测试

由于我们设置的value序列化方式是Json的，因此我们可以直接向redis中插入一个对象

@Test
void testSaveUser() {
  redisTemplate.opsForValue().set("user:100", new User("swcode", 21));
  Object name = redisTemplate.opsForValue().get("user:100");
  System.out.println(name);
}

尽管Json序列化可以满足我们的需求，但是依旧存在一些问题。

如上图所示，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，存入Redis，会带来额外的内存开销。

那么我们如何解决这个问题呢？我们可以通过下文的StringRedisTemplate来解决这个问题。

StringRedisTemplate

为了节省内存空间，直接使用String序列化器，只储存String类型的key和value。存储对象时，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

测试StringReidsTemplate

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {
  
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    @Test
    void testStringSaveObj() throws JsonProcessingException {
        User user = new User("胡歌", 21);
        String json = objectMapper.writeValueAsString(user);
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:101",json);
        
        // 获取数据
        String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:101");
        User user1 = objectMapper.readValue(jsonUser, User.class);
        System.out.println("user = " + user1);

    }
}

在图形客户端查看结果

总结

RedisTemplate的两种序列化实践方案，两种方案各有各的优缺点，可以根据实际情况选择使用。

方案一：

自定义RedisTemplate
修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

方案二：

使用StringRedisTemplate
写入Redis时，手动把对象序列化JSON
读取Redis时，手动把读取到的JSON反序列化为对象

下一篇文章：使用Redis实现短信登陆

posted @ 2022-10-26 13:32 sw-code 阅读(89) 评论(0) 编辑收藏举报

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