Redis快速入门

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Redis在互联网应用中有广泛的应用场景。例如，它可以用于缓存数据库中的数据，减轻数据库的压力，提高整体性能。在需要处理高速数据的场合，如抢红包、商品秒杀等，Redis能够提供高速的数据处理能力，同时保证数据的安全和一致性。

总的来说，Redis的这些优势使其成为了当前主流的NoSQL技术之一，在Java互联网领域得到了广泛的应用。它的高性能、丰富的数据类型支持、原子操作以及多功能性，都是Redis受欢迎的重要原因。

Redis快速入门

初识Redis

认识NoSQL

简单就一句话SQL是关系型数据库，那NoSQL就是非关系型数据库

NoSQL与SQL的区别

1.1.1

SQL NoSQL
结构化 非结构化
关联的 无关联的
SQL查询 非SQL
ACID BASE

认识Redis

Redis诞生于2009年全称是RemoteDictionaryServer, 远程词典服务器，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库。

1.2.1

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

安装Redis

Redis的官方网站地址：https://redis.io/

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:

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yum install -y gcc tcl

上传安装包

将在官网下载下的redis-@.@.@.tar.gz上传到Linux系统中的目录(下在任意远程连接工具连接Linux操作系统即可，如：Xshell,finalshell等)

列如，我放到了/usr/local/src目录：

1.2.2

解压缩：(命令中的版本号识你安装的版本号而定)

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tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

进入redis目录：

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cd redis-6.2.6

运行编译命令：

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make && make install

如果没有出错，应该就安装成功了。

默认的安装路径是在 /usr/local/bin目录下：

1.2.3

该目录以及默认配置到环境变量，因此可以在任意目录下运行这些命令。其中：

  • redis-cli：是redis提供的命令行客户端
  • redis-server：是redis的服务端启动脚本
  • redis-sentinel：是redis的哨兵启动脚本

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

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：

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redis-server

如图：

1.3.1

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。

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：

我们先将这个配置文件备份一份：

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cp redis.conf redis.conf.bck

然后修改redis.conf文件中的一些配置：

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# 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 123321

Redis的其它常见配置：

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# 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：

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

停止服务：

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# 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 -u 来指定密码
redis-cli -u 123321 shutdown

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：

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vi /etc/systemd/system/redis.service

内容如下：

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[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：

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systemctl daemon-reload

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了：

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# 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：

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systemctl enable redis
安装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

Redis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：

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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 123321：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：

1.3.2

图形化桌面客户端

GitHub上的大神编写了Redis的图形化桌面客户端，地址：https://github.com/uglide/RedisDesktopManager

不过该仓库提供的是RedisDesktopManager的源码，并未提供windows安装包。

在下面这个仓库可以找到安装包：https://github.com/lework/RedisDesktopManager-Windows/releases

2.1.1

安装

解压缩后，运行安装程序即可安装：

安装完成后，在安装目录下找到rdm.exe文件：

双击即可运行：

2.1.2

建立连接

点击左上角的连接到Redis服务器按钮：

在弹出的窗口中填写Redis服务信息：

2.2.1

点击确定后，在左侧菜单会出现这个链接：

点击即可建立连接了：

2.2.3

Redis默认有16个仓库，编号从0至15. 通过配置文件可以设置仓库数量，但是不超过16，并且不能自定义仓库名称。

如果是基于redis-cli连接Redis服务，可以通过select命令来选择数据库：

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# 选择 0号库
select 0

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：

2.1.1

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令：

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：

KEYS：查看符合模板的所有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：

1.3.2

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常见命令

String的常见命令有：

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

1.3.3

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

1.3.4

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：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

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。

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常见命令

List的常见命令有：

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

总结

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类型的常见命令

Set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

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。

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

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的Java客户端

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

2.3.1

2.3.2

Jedis客户端

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

引入依赖

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

建立连接

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@BeforeEach
void setUp() {    
    // 建立连接
    jedis = new Jedis("192.168.150.101", 6379);
    // 设置密码
    jedis.auth("123321");
    // 选择库
    jedis.select(0);
}

测试string

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@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

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

总结

Jedis使用的基本步骤：

1.引入依赖

2.创建Jedis对象，建立连接

3.使用Jedis，方法名与Redis命令一致

4.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

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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，

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：

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

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

1.引入依赖

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<!--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>

2.配置文件

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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

3.注入RedisTemplate

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@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

4.编写测试

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@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的使用步骤：

1.引入spring-boot-starter-data-redis依赖

2.在application.yml配置Redis信息

3.注入RedisTemplate

SpringDataRedis的序列化方式

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：

2.4.1

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：

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@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;
}

StringRedisTemplate

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：

2.4.2

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。

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。

2.4.3

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：

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@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：

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