redis（一）

一、初识Redis

1.1认识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

NoSQL与SQL的差异

1.2认识Redis

1.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

2.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

1.3安装Redis

1.前置准备

本次安装Redis是基于Linux系统下安装的，因此需要一台Linux服务器或者虚拟机。

Ps：由于提供的CentOS操作系统为mini版，因此需要自行配置网络，不会配置的请联系我，如果您使用的是自己购买的服务器，请提前开放6379端口，避免后续出现的莫名其妙的错误！

• 虚拟机：VMware16

• 操作系统：CentOS-7-x86_64-Minimal-1708

• Redis：redis-6.2.6.tar

• xShell及xFtp：家庭/学校免费 - NetSarang Website

2.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
安装成功如下图所示：

3.正式安装Redis

• 将redis-6.2.6.tar上传至/usr/local/src目录

• 在xShell中cd到/usr/local/src目录执行以下命令进行解压操作

tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

• 解压成功后依次执行以下命令

cd redis-6.2.6
make
make install
 

• 安装成功后打开/usr/local/bin目录（该目录为Redis默认的安装目录）

4..启动Redis

Redis的启动方式有很多种，例如：默认启动、指定配置启动、开机自启

1.默认启动

安装完成后，在任意目录输入redis-server命令即可启动Redis：

redis-server
启动成功如下图所示

这种启动属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，窗口关闭或者按下CTRL + C则Redis停止。不推荐使用

2.指定配置启动

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，就在我们之前解压的redis安装包下（/usr/local/src/redis-6.2.6），名字叫redis.conf：

因为我们要修改配置文件，因此我们需要先将原文件备份一份

cd /usr/local/src/redis-6.2.6

cp redis.conf redis.conf.bck
 

然后修改redis.conf文件中的一些配置

# 允许访问的地址，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 1325
 

Redis其他常用配置

# 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
databases 1
# 设置redis能够使用的最大内存
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"
 

启动Redis

# 进入redis安装目录 
cd /usr/local/src/redis-6.2.6
# 启动
redis-server redis.conf
 

停止Redis服务

# 通过kill命令直接杀死进程
kill -9 redis进程id
# 利用redis-cli来执行 shutdown 命令，即可停止 Redis 服务，
# 因为之前配置了密码，因此需要通过 -a 来指定密码
redis-cli -a 132537 shutdown
 

3.开机自启

我们也可以通过配置来实现开机自启。

首先，新建一个系统服务文件：

vi /etc/systemd/system/redis.service
 

将以下命令粘贴进去：

[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

然后重载系统服务：

systemctl daemon-reload
 

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了：

# 启动
systemctl start redis
# 停止
systemctl stop redis
# 重启
systemctl restart redis
# 查看状态
systemctl status redis
 

执行下面的命令，可以让redis开机自启：

systemctl enable redis
 

二、Redis常见命令

2.1 5种常见数据结构

1.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

2.通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有如下表格所示

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

3.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.

String的常见命令有如下表格所示

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

4.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的常见命令有：

5.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的常见命令有

思考问题 

• 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

6.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的常见命令有

交集、差集、并集图示

7.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的常见命令有

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

三、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
• 编程客户端

1.命令行客户端

• Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli，使用方式如下：

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 132537：指定redis的访问密码

• 其中的commonds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commond时，会进入redis-cli的交互控制台：
• 

2.图形化客户端

下载地址：百度网盘 请输入提取码

• 安装图形化客户端

安装步骤过于简单不再演示
 

• 如何连接到Redis

• 连接成功后如图所示

3.Java客户端

3.1 Jedis快速入门

Jedis的官网地址： https://github.com/redis/jedis，我们先来个快速入门：

• 新建一个Maven工程并引入以下依赖

    redis.clients
    jedis
    4.2.0

    org.junit.jupiter
    junit-jupiter
    5.8.2
    test

 

• 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("192.168.230.88",6379);
    // 2. 设置密码
    jedis.auth("132537");
    // 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（这里以操作String类型为例）

@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.oz6.cn");
    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);
}
 

• 最后不要忘记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();
        }
    }
 

• 执行testString()方法后测试结果如图所示

3.2 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 {
        //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,"192.168.230.88",6379,1000,"132537");
    }

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

3.3 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：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：

3.4 SpringDataRedis快速入门

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

• 首先新建一个Spring Boot工程

• 然后引入连接池依赖

    org.apache.commons
    commons-pool2

 

• 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: 192.168.230.88 #指定redis所在的host
    port: 6379  #指定redis的端口
    password: 132537  #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("blogName","Vz-Blog");
        
        // 3.获取数据
        String blogName = (String) ops.get("blogName");
        System.out.println("blogName = " + blogName);
    }
}
 

3.5 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

那么如何解决以上的问题呢？我们可以通过自定义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 redisTemplate(RedisConnectionFactory factory){
        // 1.创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate 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;
    }
}
 

• 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("Vz", 21));
    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？我们可以通过下文的StringRedisTemplate来解决这个问题。

3.6 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。省去了我们自定义RedisTemplate的过程

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

@SpringBootTest
class RedisStringTemplateTest {

    @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("Vz", 21));
        // 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);
    }

}
 

• 执行完毕回到Redis的图形化客户端查看结果

3.7 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：

1. 自定义RedisTemplate
2. 修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

方案二：

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