Redis基础

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

类型名	示例
String	hello world
Hash	{name:"jack"，age:21}
List	[A->B->C->C]
Set	{A，B，C}
SortedSet	{A:1，B:2，C:3}
GEO	{A:(120.3，30.5)}
BitMap	0110110101110101011
HyperLog	011011010101110101011

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（redis.io/commands）可以…

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Redis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，不建议在生产环境设备上使用 *任意个数字符，？单个字符
• del：删除一个指定的key 可以一次删除多个，返回值为本次删除的个数
• 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 -1为永久有效，-2为已过期

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Redis的层级结构

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词直接用：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

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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。

key	value
msg	hello world
num	10
score	92.5

String的常见命令有：

• set：添加或者求改已经存在的一个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：让一个整形的key自增并指定步长，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

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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。

String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便，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：

• 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类型的key中的所有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

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List类型

Redis中的List类型与Java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：

• lpush key element：向列表左侧插入一个或多个元素
• lpop key：移出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：移出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

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Set类型

Redis的Set集合与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：

• sadd key member：向set中插入一个活多个元素
• srem key member：移出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和key2的差集
• sunion key1 key2：求key1和key2的并集

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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：

• 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

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Redis的Java客户端

• jedis 以Redis命令作为方法名称，学习成本低，简单实用。但是jedis实例是线程不安全的，多线程环境下需要基于连接池来使用。
• lettuce Lettuce是基于Netty实现的，支持同步、异步和响应式编程方式，并且是线程安全的。支持Redis的哨兵模式、集群模式和管道模式。
• Redission Redisson是一个基于Redis实现的分布式、可伸缩的Java数据结构集合，包含了诸如Map、Queue、Lock、Semaphore、AtomicLong等强大功能

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Jedis

Jedis基本用法

Jedis的官网地址：github.com/redis/jedis…

1. 引入依赖：

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

2. 建立连接

   public static Jedis jedis;
   public JedisFactory(){
   	//建立连接ip地址和端口
   	jedis = new Jedis("127.0.0.1",6379);
   	//设置密码
   	jedis.auth("1234");
   	//选择库
   	jedis.select(0);
   }
   

3. 测试string

   JedisFactory jedisFactory = new JedisFactory();
   @Test
   void testJedis() {
   	jedisFactory.jedis.set("name","王小美");
   	String name = jedisFactory.jedis.get("name");
   	System.out.println(name);
   }
   

4. 释放资源

   jedisFactory.jedis = null;
   

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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，因此推荐大家使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式。

public class JedisConnectionFactory {
	private static final JedisPool jedisPoll;
	
	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);
         //1000为超时时间
		jedisPoll = new JedisPool(jedisPoolConfig,"127.0.0.1",6379,1000,"1234");
	}
	//获取Jedis对象
	public static Jedis getJedis(){
		return jedisPoll.getResource();
	}
}

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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的集成模块叫做SpringDataRedis，官网地址：spring.io/projects/sp…

• 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Redis的JDKCollection实现

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SpringDataRedis基本API

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

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SpringDataRedis使用步骤

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

1. 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>
   

2. 配置文件

   spring:
     data:
       redis:
         host: 127.0.0.1
         port: 6379
         database: 0
         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

   @Autowired
   RedisTemplate redisTemplate;
   

4. 编写测试

   @Autowired
   RedisTemplate redisTemplate;
   @Test
   void testJedis() {
   	redisTemplate.opsForValue().set("name","王小美");
   	Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
   	System.out.println(name);
   }
   

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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，默认采用JDK序列化，不便于观察 例如插入"name","王小美"会变成 \xac\xed\x00\x05t\x00\x04name \xac\xed\x00\x05t\x00\x09\xe7\x8e\x8b\xe5\xb0\x8f\xe7\xbe\x8e

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){
	//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，例如使用以下代码插入数据：

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

@Autowired
RedisTemplate<String,Object> redisTemplate;
@Test
void testJedis() {
	People user = new People("王小美", 18);
	redisTemplate.opsForValue().set("name",user);
	Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
	System.out.println(name);
}

插入后的value内容如下：

{
    "@class": "bbober.pojo.People",
    "name": "王小美",
    "age": 18
}

多出来一条@class字段，内容为当前类的全类名，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，会带来而歪歪的内存开销。

解决方案：

1. 将GenericJackson2JsonRedisSerializer序列化器改为alibaba的FastJson序列化器

   1. 导入依赖

      <!-- fastjson依赖 -->
      <dependency>
          <groupId>com.alibaba</groupId>
          <artifactId>fastjson</artifactId>
          <version>1.2.76</version>
      </dependency>
      

   2. 设置RedisTemplate的value和hsahValue的序列化器

      RedisSerializer redisSerializer = new FastJsonRedisSerializer(Object.class);
      

2. 手动完成序列化和反序列化 处理value时统一使用String序列化器，要求只能存储String类型的key和value。 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：

   @Autowired
   StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
   

   然后存储时手动将存储对象进行序列化，或者在读取时手动反序列化。