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Redis（基础篇）

 

Redis是一个可基于内存也可持久化的Key-Value数据库也称非关系型（NoSQL）数据库。 

传统关系型数据库是结构化数据，每张表在创建的时候都有严格的约束信息，如字段名、字段数据类型、字段约束等，插入的数据必须遵循这些约束

而NoSQL则对数据库格式没有约束，可以是键值型，也可以是文档型，甚至是图格式

目录

第一章 基本概念

1.1 Redis的通用命令 

1.2 Redis的数据类型 

String类型 

String的常用命令

 Key结构

Hash类型 

 Hash的常用命令

 List类型

List的常见命令

 Set类型 

Set的常见命令 

 SortedSet类型

SortedSet的常见命令 

 第二章 Redis的Java客户端

2.1 直连Redis 

2.2 连接池

2.3 SpringDataRedis客户端

自定义序列化 

 StringRedisTemplate

第一章 基本概念

1.1 Redis的通用命令 

命令 描述
KEYs pattern 查找所有符合给定模式(pattern)的key
EXISTs key 检查给定key是否存在
TYPE key 返回key所储存的值的类型
TTL key 返回给定key的剩余生存时间(TTL, time to live)，以秒为单位
DEL key 该命令用于在key存在是删除key
  • KEYS：查看符合模板的所有key
    • 不建议在生产环境设备上使用，因为Redis是单线程的，执行查询的时候会阻塞其他命令，当数据量很大的时候，使用KEYS进行模糊查询，效率很差
  • DEL：删除一个指定的key
    • 也可以删除多个key，DEL name age，会将name和age都删掉
  • EXISTS：判断key是否存在
    • EXISTS name，如果存在返回1，不存在返回0
  • 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 20，给name设置20秒有效期，到期自动删除
  • TTL：查看一个key的剩余有效期(Time-To-Live)
    • TTL name，查看name的剩余有效期，如果未设置有效期，则返回-1

1.2 Redis的数据类型 

String类型 

String类型，也就是字符串类型，其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为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
String的常用命令
命令 描述
SET 添加或者修改一个已经存在的String类型的键值对
GET 根据key获取String类型的value
MEST 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 让一个整形的key自增1
INCRBY 让一个整形的key自增并指定步长值，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值
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，可以理解为真正的新增
SETEX 添加一个String类型的键值对，并指定有效期
 Key结构
  • Redis没有类似MySQL中Table的概念，那么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，有一个用户的id是1，有一个商品的id恰好也是1，如果此时使用id作为key，那么就会冲突，该怎么办？

我们可以通过给key添加前缀加以区分，不过这个前缀不是随便加的，有一定的规范

  • 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
  • 这个格式也并非是固定的，可以根据自己的需求来删除/添加词条，这样我们就可以把不同数据类型的数据区分开了，从而避免了key的冲突问题
  • 例如我们的项目名叫reggie，有user和dish两种不同类型的数据，我们可以这样定义key
    • user相关的key：reggie:user:1
    • dish相关的key：reggie:dish: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
reggie:user:1 {“id”:1, “name”: “Jack”, “age”: 21}
reggie:dish:1 {“id”:1, “name”: “鲟鱼火锅”, “price”: 4999}

Hash类型 

Hash类型，也叫散列，其中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

KEY VALUE
field value
reggie:user:1 name Jack
age  21

reggie:user:2		 name  Rose
age  18
 Hash的常用命令
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 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中的所有的field
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。

  • 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

  • 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的常见命令
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
Set的常见命令 
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
SUNION key1 key2 … 求key1与key2的并集
SDIFF key1 key2 … 求key1与key2的差集

 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的常见命令 
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

 第二章 Redis的Java客户端

2.1 直连Redis 

1.导入依赖

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

 2.建立连接

private Jedis jedis;

@BeforeEach
void setUp() {
    //1. 建立连接
    jedis = new Jedis("101.42.225.160", 6379);
    //2. 设置密码
    jedis.auth("root");
    //3. 选择库
    jedis.select(0);
}

 3.测试

@Test
void testString(){
    jedis.set("name","Kyle");
    String name = jedis.get("name");
    System.out.println("name = " + name);
}

@Test
void testHash(){
    jedis.hset("reggie:user:1","name","Jack");
    jedis.hset("reggie:user:2","name","Rose");
    jedis.hset("reggie:user:1","age","21");
    jedis.hset("reggie:user:2","age","18");
    Map<String, String> map = jedis.hgetAll("reggie:user:1");
    System.out.println(map);
}

4.释放资源

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

2.2 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。
  • 新建一个com.blog.util，用于存放我们编写的工具类
  • 但后面我们使用SpringDataRedis的时候，可以直接在yml配置文件里配置这些内容
public class JedisConnectionFactory {

    private static 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，参数：连接池配置、服务端ip、服务端端口、超时时间、密码
        jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "101.42.225.160", 6379, 1000, "root");
    }

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

2.3 SpringDataRedis客户端

  • 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

 

  • 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：

API 返回值类型 说明
redisTemplate.opsForValue() ValueOperations 操作String类型数据
redisTemplate.opsForHash() HashOperations 操作Hash类型数据
redisTemplate.opsForList() ListOperations 操作List类型数据
redisTemplate.opsForSet() SetOperations 操作Set类型数据
redisTemplate.opsForzSet() ZSetOperations 操作SortedSet类型数据
redisTemplate 通用的命令

1.导入依赖

<!--redis依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

 2.配置redis 

spring:
  redis:
    host: 101.42.225.160
    port: 6379
    password: root
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8
        max-idle: 8
        min-idle: 0
        max-wait: 100ms

3.注入RedisTemplate

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

4.测试

@Test
void stringTest(){
    redisTemplate.opsForValue().set("username","David");
    String username = (String) redisTemplate.opsForValue().get("username");
    System.out.println(username);
}

 

自定义序列化 

  • 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
\xAC\xED\x00\x05t\x00\x06\xE5\xBC\xA0\xE4\xB8\x89

  • 缺点：

    • 可读性差
    • 内存占用较大

  • 我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式，代码如下
    在com.blog.config包下编写对应的配置类

@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;
    }
}

我们编写一个User类，并尝试将其创建的对象存入Redis，看看是什么效果

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User {
    private String name;
    private Integer age;
}

 测试

@Test
void stringTest(){
    redisTemplate.opsForValue().set("userdata",new User("张三",18));
}

最终结果如下：

{
  "@class": "com.blog.entity.User",
  "name": "张三",
  "age": 18
}

 StringRedisTemplate

SpringDataRedis就提供了RedisTemplate的子类：StringRedisTemplate，它的key和value的序列化方式默认就是String方式。源码如下 

public class StringRedisTemplate extends RedisTemplate<String, String> {
    public StringRedisTemplate() {
        this.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        this.setValueSerializer(RedisSerializer.string());
        this.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        this.setHashValueSerializer(RedisSerializer.string());
    }

 省去了我们自定义RedisTemplate的序列化方式的步骤（可以将之前配置的RedisConfig删除掉），而是直接使用：

@Test
void stringTest() throws JsonProcessingException {
    //创建对象
    User user = new User("张三", 18);
    //手动序列化
    String json = mapper.writeValueAsString(user);
    //写入数据
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("userdata", json);
    //获取数据
    String userdata = stringRedisTemplate.opsForValue().get("userdata");
    //手动反序列化
    User readValue = mapper.readValue(userdata, User.class);
    System.out.println(readValue);
}

 存入Redis中是这样的

{
  "name": "张三",
  "age": 18
}