redis 快速入门 – 源码巴士

初识Redis
- 认识NoSQL
- 认识Redis
- 安装Redis
Redis常见命令
- 5种常见数据结构
- 通用命令
- 不同数据结构的操作命令
Redis的Java客户端
- Jedis 客户端
- SpringDataRedis 客户端

SQL和NoSQL的对比

在这里插入图片描述

认识Redis

是一个基于内存的键值型NoSQL数据库
特征：

键值型，支持不同的数据结构。
单线程，每个命令都具备原子性
低延迟，速度快（基于内存、IO多路复用）
支持数据持久化
支持主从、哨兵、分片集群模式
支持多语言客户端

Redis 常见命令

Redis 数据结构介绍
Redis 通用命令
String 类型
Hash 类型
List 类型
Set 类型
SortedSet 类型

Redis 基本数据结构

在这里插入图片描述

Redis 通用命令

KEYS：查看所有key
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
通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

String类型

字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。
其value 是字符串，根据字符串的格式不同，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 类型的常见命令

String 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 的类型的键值对
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 自增指定步长，例如：incrby num 2，让num 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

TIps：
Redis 没有类似MySQL 中table的概念，该如何区分不同类型的key？
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也是1，那该如何区分？

Key 的结构

Redis 的key 允许有个单词组成的层级结构，多个单词之间用 : 隔开，格式如下：
在这里插入图片描述
这个格式并非固定，可以根据自己的需求来删除或添加
例如我们的项目名称叫 shop，有user 和product 两种不同的类型的数据，我们可以这样定义key：

shop:user:1
shop: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json 字符串后存储：

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

总结

String 类型的三种格式：

字符串
int
float
Redis 的key 的格式：
- [项目名]:[业务名]:[类型]:[id]

Hash 类型

Hash 类型，也叫散列。其value 是一个无序字典，类似于Java HashMap的结构。
String 结构是将对象序列化为JSON 字符串后存储，需要修改对象某个字段时很不方便，需要将json字符串序列化成对象然后修改再序列化为json字符串。
在这里插入图片描述
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 类型的常见命令

Hash的常见命令有：

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 key field1 value1 field2 value2 …：批量添加多个hash类型key的field 的值
HMGET key filed1 filed2 …：批量获取多个hash类型key的filed的值
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field
HVALS：获取一个hash类型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

Redis中的List 类型与Java 中linkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。可以支持正向检索也可以支持反向检索。
特征：

有序
可重复
插入删除快
查询速度一般
场景：朋友圈点赞列表，评论列表等。

List 类型的常见命令

List 的常见命令：

LPSUH key element … ：向列表左侧插入一个或者多个元素
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者多个元素
RPOP key：移除并返回列表右侧的一个元素
LRANGE key start 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

Tips
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结构模拟一个队列？
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HashSet类似，可以看做是一个value 为null 的HashMap，因此具备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

String的常见命令有：

SADD key member … : 向set 中添加一个或多个元素
SREM key member … : 移除set 中指定元素
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

Set 命令的练习

将下列数据用redis 的set 集合来存储

张三的好友有：李四、王五、赵六
李四的好友有：王五、麻子、二狗

利用set 的命令实现下列功能：

计算张三的好友有几人
计算张三和李四有哪些共同好友
查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友
查询张三和李四的好友总共有哪些人
判断李四是否是张三的好友
判断张三是否是李四的好友
将李四从张三的好友列表中移除

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

场景：排行榜功能。

SortedSet 类型的常见命令

sortedSet 的常见命令有：

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 中一个指定元素
ZSCORE key member：获取sorted set 中一个指定元素的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。

SortedSet 命令练习

将班级的下列学生得分存入Redis的SortedSet中：

Jack 85, Lucy 89, Rose 82, Tom 95, Jerry 78, Amy 92, Miles 76

并实现下列功能：

删除Tom同学
获取Amy同学的分数
获取Rose同学的排名
查询80分以下有几个学生
给Amy同学加2分
查出成绩前3名的同学
查出成绩80分以下的所有同学

Redis 的Java 客户端

在这里插入图片描述

Jedis

引入依赖

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

建立连接


private Jedis jedis;

@BeforeEach
void setUp(){
// 建立连接
jedis = new Jedis("127.0.0.1",6379);
// 设置密码
jedis.auth("123321");
// 选择库
jedis.select(0);
}

测试String

@Test
void testString() {    // 插入数据，方法名称就是redis命令名称，非常简单    
String result = jedis.set("name", "张三");   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() {    
// 释放资源    
if (jedis != null) {
        jedis.close();
            }
            }

总结：
Jedis使用的基本步骤：

引入依赖
创建Jedis对象，建立连接
使用Jedis，方法名与Redis命令一致
释放资源

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 jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();        // 最大连接        
    jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);        
    // 最大空闲连接        
    jedisPoolConfig.setMaxIdle(8);         
    // 最小空闲连接        
    jedisPoolConfig.setMinIdle(0);        
    // 设置最长等待时间， ms           	 jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(200);        
    jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"192.168.150.101", 6379,1000, "123321");
      }
        // 获取Jedis对象   
    public static Jedis getJedis(){
    return jedisPool.getResource();
    }
   }

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 快速入门

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：
在这里插入图片描述

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>

配置文件

spring:  
	redis:
    	host: 192.168.150.101
    	port: 6379    
    	password: 123321    
    	lettuce:      
    		pool:        
    			max-active: 8 # 最大连接       
    			max-idle: 8 # 最大空闲连接
    			min-idle: 0 # 最小空闲连接
                max-wait: 100 # 连接等待时间

注入@RestTemplate

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

编写测试

@SpringBootTest
public class RedisTest {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    @Test
    void testString() {
   	// 插入一条string类型数据
   	redisTemplate.opsForValue().set("name", "李四");
   	// 读取一条string类型数据
   	Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");            
   	System.out.println("name = " + name);
   }
 }

总结：
SpringDataRedis使用步骤：

引入spring-boot-starter-data-redis依赖
在application.yml配置redis信息
注入redisTemplate

SpringDataRedis 序列化方式

RedisTemplate

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：
在这里插入图片描述
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：

@Bean
public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)        throws UnknownHostException {
    // 创建Template
   RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
    // 设置连接工厂    
   redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
    // 设置序列化工具
   GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = 
					new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
    // key和 hashKey采用 string序列化    
    redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
    redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
    // value和 hashValue采用 JSON序列化    
    redisTemplate.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);    
    redisTemplate.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);    
    return redisTemplate;
}

尽管JSON的序列化方式可以满足我们的需求，但依然存在一些问题，如图：
在这里插入图片描述
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。

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。

在这里插入图片描述
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：

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
// JSON工具
private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
@Test
void testStringTemplate() throws JsonProcessingException {
    // 准备对象
    User user = new User("虎哥", 18);
    // 手动序列化    
    String json = mapper.writeValueAsString(user);
    // 写入一条数据到redis
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
    // 读取数据
    String val = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");    
    // 反序列化    
    User user1 = mapper.readValue(val, User.class);
    System.out.println("user1 = " + user1);
 }

总结：
RedisTemplate 的两种序列化实践方案
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，手动把对象序列化为JSON
读取Redis时，手动把读取到的JSON反序列化为对象

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_39360632/article/details/124755627