Redis 基礎詳細介紹（Redis簡單介紹，命令行客戶端，Redis 命令，Java客戶端）

1. Redis 簡介

Redis（Remote Dictionary Server）是一個開源的內存數據庫，遵守 BSD 協議，它提供了一個高性能的鍵值（key-value）存儲系統，常用于緩存、消息隊列、會話存儲等應用場景。

1.1 特征

豐富的數據類型：Redis 不僅僅支持簡單的 key-value 類型的數據，還提供了 list、set、zset（有序集合）、hash 等數據結構的存儲。這些數據類型可以更好地滿足特定的業務需求，使得 Redis 可以用于更廣泛的應用場景。
高性能的讀寫能力：Redis 能讀的速度是 110000次/s，寫的速度是 81000次/s。這種高性能主要得益于 Redis 將數據存儲在內存中，從而顯著提高了數據的訪問速度。
原子性操作：Redis 的所有操作都是原子性的，這意味著操作要么完全執行，要么完全不執行。這種特性對于確保數據的一致性和完整性非常重要。
持久化機制：Redis 支持數據的持久化，可以將內存中的數據保存在磁盤中，以便在系統重啟后能夠再次加載使用。這為 Redis 提供了數據安全性，確保數據不會因為系統故障而丟失。
豐富的特性集：Redis 還支持 publish/subscribe（發布/訂閱）模式、通知、key 過期等高級特性。這些特性使得 Redis 可以用于消息隊列、實時數據分析等復雜的應用場景。
主從復制和高可用性：Redis 支持 master-slave 模式的數據備份，提供了數據的備份和主從復制功能，增強了數據的可用性和容錯性。
支持 Lua 腳本：Redis 支持使用 Lua 腳本來編寫復雜的操作，這些腳本可以在服務器端執行，提供了更多的靈活性和強大的功能。
單線程模型：盡管 Redis 是單線程的，但它通過高效的事件驅動模型來處理并發請求，確保了高性能和低延遲。

1.2 SQL 和 NOSQL 區別

Redis 屬于 NOSQL 類型

結構化：數據庫表的字段的類型即長度都是限定好的。
SQL查詢：SQL 查詢語句格式是固定的無論 MySql 還是 Oracle
ACID：原子性，一致性，隔離性，持久性
BASE：不全部滿足 ACID
關聯：數據表中的數據可以通過外鍵關聯在一起

2. Redis 命令行客戶端

Redis 安裝完成后就自帶了命令行客戶端：redis-cli，使用方式如下：

// 先輸入
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
// 回車后輸入
auth 123456

其中常見的 options 有：

-h 127.0.0.1：指定要連接的 redis 節點的 IP 地址，默認是 127.0.0.1 (本機)，也可以填寫本機的 IP 地址
-p 6379：指定要連接的 redis 節點的端口，默認是 6379
-a 123456：指定 redis 的訪問密碼（一般不這個，使用 auth 命令來輸入密碼）

3. Redis 數據結構介紹

4. Redis 命令

對于這些命令 Redis 都提供了幫助文檔只要在你要使用的命令前面加入 help 即可

4.1 通用命令

KEYS

查看符合模板的所有 key，不建議在生成環境設備上使用
```
KEYS pattern
```
DEL

刪除一個指定的 Key
```
DEL key [key ...]
```
EXISTS

判斷 Key 是否存在
```
EXISTS key [key ...]
```
EXPIRE

給一個 Key 設置有效期，有效期到了該 Key 自動刪除
```
EXPIRE key seconds
```
TTL

查看一個 Key 剩余的有效期
```
TTL key
```
hlep

查看某個命令的使用方法
```
help del
```

4.2 String類型命令

4.2.1 String類型分類

字符串
整形（Int）
浮點型（Float）

4.2.2 常用命令

SET

添加或者修改，指定鍵不存在則新增，否則修改
```
 set name jack
```
GET

根據 key 獲取 String 類型的 Value
```
get name
```
MSET

批量添加 String 類型的鍵值對
```
mset key1 value1 key2 value2
```
MGET

根據多個 Key 獲取多個 Value
```
mget key1 key2
```
INCR

讓一個整形的 key 的值自增 1
```
incr age
```
INCRBY

讓一個整形 key 自增并指定步長
```
incrby num 2
```
INCRBYFLOAT

讓一個浮點類型的值自增并指定步長
```
incrbyfloat num 0.2
```
SETNX

添加一個 String 類型的鍵值對前提是這個 Key 不存在，否則不執行
```
setnx name jack
```
SETEX

添加一個鍵值對，并指定有效日期。
```
setex name 10 jack
```

4.3 Key的層級格式

在 Redis 沒有類似于 MySQL 中 Table 的概念，我們如何區分不同類型 Key 呢？

比如我們需要存儲商品信息和用戶信息到 Redis 當中，此時他們的 Id 恰好都為 1。這樣當我們要取數據時發現無法區分。此時我們可以給 Key 加上一個前綴加以區分。當然這前綴按規范要具有一定層次結構

4.4 Hash類型命令

該結構類似于 Java 的 HashMap

4.4.1 哈希類型結構

外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳

4.4.2 常見命令

HSET key field value

添加或者修改 Hash 類型，鍵為 key ，值的鍵為 field 的值為 Value
```
hset user name zhansan 
```
HGET key field

根據 key 獲取 Hash 類型，鍵為 key ，值的鍵為 field 的值
```
hget user name
```
HMSET

批量添加 Hash 類型 Key 的 field 的值
```
hset user name zhansan age 18
```
HMGET

批量獲取 Hash 類型，鍵為 key 的多個 field 的值
```
hmget user name age
```
HGETALL

獲取一個 Hash 類型，鍵為 key 所有的鍵值對
```
hgetall user
```
HKEYS

獲取一個 Hash 類型，鍵為 key 所有的鍵
```
hkeys user
```
HVALS

獲取一個 Hash 類型，鍵為 key 所有的值
```
hvals user
```
HINCRBY

讓一個 Hash 類型的 key 的 field 的值自增長指定步長
```
hincrby user age 2
```
HSETNX

添加一個 Hash 類型的 key 的 field 的值，前提是這個 field 不存在，否則不執行
```
hsetnx user age 100
```

4.5 List類型

類似雙端隊列，查詢慢，刪除快，該數據類型可以根據方法，模擬棧，隊列，阻塞隊列的數據結構

4.5.1 常見命令

LPUSH key element

向列表左側插入一個或者多個元素
```
lpush goods car food
```
RPUSH key element

向列表右側插入一個或者多個元素
```
rpush goods car food
```
RPOP KEY [COUNT]

將列表左側元素彈出一個或者多個，沒有則返回 nil
```
lpop goods 2
```
RPOP KEY

將列表右側元素彈出一個或者多個，沒有則返回 nil
```
rpop goods 2
```
BLPOP 和 BRPOP [TimeOut]

和 LPOP 和 RPOP 類似，只不過在當列表中沒有元素的時候會等待指定時間，而不是返回nil，后面該功能會被充當緩沖隊列
```
 Brpop user 10
```
LRANGE KEY STAR END

返回一段角標內的所有元素

4.6 Set類型

無序，不重復，查詢快，類似于 C++ 的 Unordered_Set

4.6.1 常見命令

SADD key member

向指定 Key 的集合中插入一個或者多個元素
SREM key member

將指定 Key 的集合中指定元素刪除
SCARD key

統計集合中的元素
SISMEMBER key member

查詢某個元素是否在集合當中
SMEMBERS key：

獲取指定Key的集合中的所有元素
SINTER key1 key2

獲取鍵為 key1 和 key2 兩個集合的交集
SDIFF key1 key2

獲取鍵為 key1 和 key2 兩個集合的差集
SUNION key1 key2

獲取鍵為 key1 和 key2 兩個集合的并集

4.7 SortedSet類型

可排序集合和 Java 中的 TreeSet 類似，但底層差距很大。SortedSet中的每個元素都帶有一個score屬性，可以基于 score 的值對集合進行排序，底層實現是跳表 + hash表。常被用于實現排行榜的業務。

4.7.1 常用命令

ZADD key score member

添加一個或者多個元素，score 是加入元素的分數（排序依據），member 表示要加入的元素
ZREM key member

刪除指定元素
ZSCORE key member

獲取指定元素的分數
ZRANK key member

獲取指定元素的排名（默認升序排名，可以用 ZREVRANK 獲取降序排名）
ZCARD key

獲取集合中的元素數量
ZCOUNT key min max

統計 Score 值在 min 和 max 之間的元素個數
ZINCRBY key increment member

讓集合指定元素 member 自增，步長為指定的 increment 的值
ZRANGE key min max

按照 Score 排序后，獲取指定排名范圍內的元素
ZRANGEBYSCORE key min max

按照 Score 排序后，獲取指定分數范圍內的元素
ZDIFF，ZINTER，ZUNION

求差集，求交集，求并集。

5. Java客戶端

5.1 簡介

Java的Redis客戶端（如Jedis、Lettuce）通過封裝Redis協議，允許Java應用與Redis服務器交互。它們提供直觀的API執行數據操作，支持連接池、集群、哨兵等部署模式。其中Jedis輕量高效但線程不安全，需配合連接池使用；Lettuce基于Netty實現異步與線程安全；Redisson專注分布式服務。開發者可根據性能、線程模型和功能需求靈活選用。

5.2 Jedis

5.2.1 簡介

Jedis 是一款輕量級、同步阻塞的 Java Redis 客戶端，通過直連模式與 Redis 服務器通信。其 API 直接映射 Redis 原生命令（如 set() 對應 SET 指令），學習成本低且穩定性強；但原生線程不安全（多線程需依賴連接池），適用于并發要求不高的傳統項目或小型應用，是 Java 生態中最經典的 Redis 集成方案之一。

5.2.2 特點

優點：
Jedis 設計小巧，實現簡潔，穩定性高。其最大優勢在于 API 與 Redis 原生命令高度一致：方法名和參數直接對應官方文檔指令。這使得開發者遇到不熟悉的操作時，無需額外學習客戶端封裝，直接查閱 Redis 命令文檔即可快速上手，顯著降低了學習成本。相比之下，某些客戶端重命名 API 的做法雖意圖簡化，實則增加了額外的記憶負擔。
缺點：
Jedis 采用直連模式且非線程安全。其核心問題在于：單個 Jedis 實例內的 RedisOutputStream (寫流) 和 RedisInputStream (讀流) 是共享的全局資源。當多個線程并發操作同一實例時，會爭搶這些流資源，導致讀寫數據混亂（如數據錯位、混合），而非 Redis 服務本身的數據安全問題。

5.2.3 Jedis 的使用

引用依賴

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

建立連接

private Jedis jedis;
@Before // 該注解，表示在所有你創鍵的測試方法前先執行，這里用于建立連接
public void setUp() throws Exception {jedis = new Jedis("192.168.195.132", 6379); //建立連接jedis.auth("123456"); //密碼jedis.select(0); //選擇庫
}

使用 Jedis

@Test
public void testString() {//命令名和 Redis 的一致 String s = jedis.set("name", "tom");String name = jedis.get("name");
}

釋放資源

@After // 該注解，表示在所有你創鍵的測試方法后執行，這里用于關閉連接
public void tearDown() throws Exception {// 如果在建立連接的時候拋出了異常，那么運行到這的時就會有空指針異常的風險if(jedis != null) {jedis.close();}
}

5.2.4 Jedis連接池

Jedis本身是線程不安全的，并且頻繁的創建和銷毀連接會有性能損耗。所以建議使用 Jedis 的連接池來代替 Jedis的直連方式。

public class JedisConnectionFactory {private static JedisPool jedisPool;static {//配置連接池JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();//最大連接量，表示最多建立8個連接poolConfig.setMaxTotal(8); //最大空閑連接，表示即便沒有線程訪問我這個池子，也會最多預備8個連接poolConfig.setMaxIdle(8); //最小空閑連接，表示空閑連接存放一段時間后，會被自動釋放，直到預備連接小于等于2個poolConfig.setMinIdle(2); //最長等待時間，表示當連接池內沒有空閑連接時，線程對多等多久后放棄等待poolConfig.setMaxWaitMillis(1000); //建立連接jedisPool = new JedisPool(poolConfig,"192.168.195.132", 6379, 1000, "123456");}// 獲取連接public static Jedis getJedis() {return jedisPool.getResource();}
}

5.3 SpringDataRedis

5.3.1 簡介

Spring Data Redis 是 Spring 生態的 Redis 集成框架，內部整合來 Jedis 和 Lettuce。
提供了RedisTemplate統一 API 來操作 Redis。
簡化數據操作（自動處理序列化/連接管理）
支持事務、發布訂閱、集群與哨兵模式，并天然適配 Spring 事務管理，顯著降低 Java 應用訪問 Redis 的復雜度，適用于需與 Spring 深度整合的中大型項目。

5.3.2 SpringDataRedis的使用

**SpringBoot 已經整合 SpringDataRedis，并且實現了自動裝配，使用起來非常方便，**所以下面我們基于SpringBoot 來使用 SpringDataRedis

引入依賴

<!--redis起步依賴-->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency><!--連接池依賴-->
<!--無論是 Jedis 還是 Luttce，都是基于 commons-pool 來實現連接池的效果 -->
<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

連接和連接池配置

spring:data:redis:host: 192.168.195.132 #連接的虛擬機的 IP 地址port: 6379 #端口號database: 0 #連接的數據庫password: 123456 #密碼lettuce:pool: #連接池的配置max-active: 8 #最大連接數max-idle: 8 #最大空閑連接數min-idle: 0 #最小空閑連接數max-wait: 100ms #最大等待時間#具體解釋可以看 Jedis 配置連接池那一節

測試代碼

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testvoid stringTest() {redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");System.out.println(name);}
}

5.3.3 RedisTemplated的缺點

RedisTemplate 可以存儲任意類型的數據，原因是在存儲之前會先把存儲的數據序列化字節形式，默認采用的 JDK 序列化。但是得到的結果，可讀性差，并且占用了更多的內存

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5.3.3 解決方式

RedisTemplate 的缺點產生原因在于他默認的序列化方式不太合適，所以我們可以更改他的序列化方式即可解決這個問題。

存在的小問題以及解決辦法

但是這種方式還是存在一點點問題就是，他 Value 使用的是 Json 序列化器，當存入和獲取的數據類型是對象是會自動序列化和反序列化，但是要實現自動反序列化，存入 Redis 的數據數據需要加一段額外的信息來記錄該 Json 數據屬于哪個對象，這樣就造成了，內存的額外開銷。
解決方式也很簡單，就是再一次跟換 Value 的序列化方式，采用和 Key 一樣的 String 序列化器，但是后果就是，存入數據類型只能是 String 類型。但是沒關系，只要當我們要存入對象時，就先將他轉為 Json 字符串格式
但是幸運的是我們不要自己再去修改，RedisTemplate 的 Value 的序列化方式了。這個別人已經寫好了。Spring 提供了一個 StringRedisTemplate 類，他的 Key 和 Value 默認的序列化方式就是 String 序列化，省去了我們自己定義 RedisTemplate。

5.3.4 StringRedisTemplate

5.3.4.1 簡介

為了節省空間我們并不會使用 Json 的序列化器來處理 value，而是統一的使用 String 的序列化器，要求只能存儲String 類型的 key 和 value。當需要存儲 Java 對象的時候，需手動完成對象序列化和反序列化。

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5.3.4.2 使用步驟

至于序列化工具，使用自己喜歡的就好，我這里使用的 FastJson

導入依賴

<dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId><version>1.2.7</version>
</dependency>

代碼演示

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;@Test
void objectTest() {User user = new User("name", "虎哥");//手動序列化（object -> Json）String s = JSON.toJSONString(user);stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:100", s);String s1 = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:100");//手動反序列化（Json -> object）User user1 = JSON.parseObject(s1, User.class);System.out.println(user1);
}