Redis基础

什么是Redis

关系型数据库(SQL)：

结构化(Structured)：具有固定的格式，使用表以及表的约束。存储的信息要严格按照约束存储。表的结构不建议修改。
关联的(Relational)：表与表之间往往存在关联，例如通过外键关联。数据库就维护这些关联。
SQL查询：所有关系型数据库通过SQL语句查询，语法固定。
事务特性：满足ACID特性。
存储方式：磁盘。

非关系型数据库(NoSQL)：

非结构化：没有严格的存储约束，分为键值型和文档型等。
非关联：数据和数据没有直接的关联，比较常见的是用json描述关联。数据存储重复。
非SQL：查询格式不统一。
事务特性：BASE理论，无法全部满足ACID。
存储方式：内存。

认识Redis：

Redis是一种键值型的NoSQL数据库，以键值对的方式存储。值可以有多种形式，比如数值、字符串、json。

键值(key-value)型，value支持多种不同的数据结构，功能丰富。
单线程，每个命令具备原子性。所有命令串行执行，线程安全。Redis6.0的多线程仅仅针对请求处理，核心命令执行还是单线程。
低延迟，速度快(基于内存、IO多路复用、良好的编码[C语言])。
支持数据持久化(定期将数据从内存持久化到磁盘)。
支持主从集群、分片集群。
支持多语言客户端。

Redis常见命令

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

指令	描述
KEYS	查看符合模板的所有key，不建议在生产环境设备上使用。模糊查询，速度慢，不适合单线程的redis。
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

可以通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法！

String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的常见命令有如下表格所示

命令	描述
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
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

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
zihans:user:1	{“id”:1, “name”: “Jack”, “age”: 21}
zihans:product:1	{“id”:1, “name”: “小米11”, “price”: 4999}

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的常见命令：

命令	描述
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	hmset 和 hset 效果相同，4.0之后hmset可以弃用了
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

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。

有序
元素可以重复
插入和删除快
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。

命令	描述
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

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

命令	描述
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

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。

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。

命令	描述
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

Redis客户端

命令行客户端
图形化桌面客户端
编程客户端

前面两种写在java安装中，下面主要介绍Java客户端。

Jedis快速入门

新建一个Maven工程并引入以下依赖

<!--引入Jedis依赖-->
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>4.2.0</version>
</dependency>

<!--引入单元测试依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    <version>5.8.2</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

编写测试类并与Redis建立连接

private Jedis jedis;

    @BeforeEach
        //被该注解修饰的方法每次执行其他方法前自动执行
    void setUp(){
        // 1. 获取连接
        jedis = new Jedis("192.168.75.129",6379);
        // 2. 设置密码
        jedis.auth("root");
        // 3. 选择库（默认是下标为0的库）
        jedis.select(0);
    }

编写一个操作数据的方法

@Test
    public void testString(){
        // 1.往redis中存放一条String类型的数据并获取返回结果
        String result = jedis.set("url", "https://www.baidu.com");
        System.out.println("result = " + result);

        // 2.从redis中获取一条数据
        String url = jedis.get("url");
        System.out.println("url = " + url);
    }

编写一个释放资源的方法

    @AfterEach //被该注解修饰的方法会在每次执行其他方法后执行
    void tearDown(){
        // 1.释放资源
        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连接池代替Jedis的直连方式

public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;

    static {
        //配置连接池
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(8);
        jedisPoolConfig.setMinIdle(0);
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(200);
        //创建连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"192.168.75.129",6379,1000,"root");
    }

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

SpringDataRedis介绍

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

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：

SpringDataRedis基本使用

创建一个SpringBoot工程，勾选NoSQL--->Spring Data Redis(Access+Driver)。

引入连接池依赖

<!--连接池依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

编写配置文件application.yml（连接池的配置在实际开发中是根据需求来的）

spring:
  redis:
    host: 192.168.75.129 #指定redis所在的host
    port: 6379  #指定redis的端口
    password: root #设置redis密码
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 #最大连接数
        max-idle: 8 #最大空闲数
        min-idle: 0 #最小空闲数
        max-wait: 100ms #连接等待时间

编写测试类执行测试方法

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {

    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void testString() {
        // 1.通过RedisTemplate获取操作String类型的ValueOperations对象
        ValueOperations ops = redisTemplate.opsForValue();
        // 2.插入一条数据
        ops.set("name","zihans");
        
        // 3.获取数据
        String name = (String) ops.get("name");
        System.out.println("name = " + 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key是这样的

缺点：

可读性差
内存占用较大

可以通过自定义RedisTemplate序列化的方式来解决。

编写一个配置类RedisConfig

@Configuration
public class RedisConfig {

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

        // 3.创建序列化对象
        StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericJackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();

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

        // 5.设置value和hashValue采用json的序列化方式
        redisTemplate.setValueSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer);

        return redisTemplate;
    }
}

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。正常显示

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("zihans", 24));
        User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get("user:100");
        System.out.println("User = " + user);
    }

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StringRedisTemplate来解决这个问题。

StringRedisTemplate

为了节省内存空间，我们并不会使用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。

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。省去了自定义RedisTemplate的过程

可以直接编写一个测试类使用StringRedisTemplate来执行以下方法

@SpringBootTest
class RedisStringTest {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Test
    void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
        // 1.创建一个Json序列化对象
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        // 2.将要存入的对象通过Json序列化对象转换为字符串
        String userJson1 = objectMapper.writeValueAsString(new User("zihans", 24));
        // 3.通过StringRedisTemplate将数据存入redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:100",userJson1);
        // 4.通过key取出value
        String userJson2 = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:100");
        // 5.由于取出的值是String类型的Json字符串，因此我们需要通过Json序列化对象来转换为java对象
        User user = objectMapper.readValue(userJson2, User.class);
        // 6.打印结果
        System.out.println("user = " + user);
    }

}

posted on 2023-06-12 19:39 夏雪冬蝉阅读(51) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部

夏雪冬蝉