一、Redis快速入門

Redis的常見命令和客戶端使用

一、初識Redis

Redis是一種鍵值型的NoSql數據庫，這里有兩個關鍵字：

鍵值型
NoSql

其中鍵值型，是指Redis中存儲的數據都是以key、value對的形式存儲，而value的形式多種多樣，可以是字符串、數值、甚至json：

而NoSql則是相對于傳統關系型數據庫而言，有很大差異的一種數據庫。

1.認識NoSQL

NoSql可以翻譯做Not Only Sql（不僅僅是SQL），或者是No Sql（非Sql的）數據庫。是相對于傳統關系型數據庫而言，有很大差異的一種特殊的數據庫，因此也稱之為非關系型數據庫。

結構化與非結構化

傳統關系型數據庫是結構化數據，每一張表都有嚴格的約束信息：字段名、字段數據類型、字段約束等等信息，插入的數據必須遵守這些約束：

而NoSql則對數據庫格式沒有嚴格約束，往往形式松散，自由。

可以是鍵值型：

也可以是文檔型：

甚至可以是圖格式：

關聯和非關聯

傳統數據庫的表與表之間往往存在關聯，例如外鍵：

而非關系型數據庫不存在關聯關系，要維護關系要么靠代碼中的業務邏輯，要么靠數據之間的耦合：

{id: 1,name: "張三",orders: [{id: 1,item: {id: 10, title: "榮耀6", price: 4999}},{id: 2,item: {id: 20, title: "小米11", price: 3999}}]
}

此處要維護“張三”的訂單與商品“榮耀”和“小米11”的關系，不得不冗余的將這兩個商品保存在張三的訂單文檔中，不夠優雅。還是建議用業務來維護關聯關系。

查詢方式

傳統關系型數據庫會基于Sql語句做查詢，語法有統一標準；

而不同的非關系數據庫查詢語法差異極大，五花八門各種各樣。

事務

傳統關系型數據庫能滿足事務ACID的原則。

而非關系型數據庫往往不支持事務，或者不能嚴格保證ACID的特性，只能實現基本的一致性。

總結

除了上述四點以外，在存儲方式、擴展性、查詢性能上關系型與非關系型也都有著顯著差異，總結如下：

存儲方式
- 關系型數據庫基于磁盤進行存儲，會有大量的磁盤IO，對性能有一定影響
- 非關系型數據庫，他們的操作更多的是依賴于內存來操作，內存的讀寫速度會非常快，性能自然會好一些

擴展性
- 關系型數據庫集群模式一般是主從，主從數據一致，起到數據備份的作用，稱為垂直擴展。
- 非關系型數據庫可以將數據拆分，存儲在不同機器上，可以保存海量數據，解決內存大小有限的問題。稱為水平擴展。
- 關系型數據庫因為表之間存在關聯關系，如果做水平擴展會給數據查詢帶來很多麻煩

2.認識Redis

Redis誕生于2009年全稱是Remote Dictionary Server 遠程詞典服務器，是一個基于內存的鍵值型NoSQL數據庫。

特征：

鍵值（key-value）型，value支持多種不同數據結構，功能豐富
單線程，每個命令具備原子性
低延遲，速度快（基于內存、IO多路復用、良好的編碼）。
支持數據持久化
支持主從集群、分片集群
支持多語言客戶端

作者：Antirez

Redis的官方網站地址：Redis - The Real-time Data Platform

3.安裝Redis

大多數企業都是基于Linux服務器來部署項目，而且Redis官方也沒有提供Windows版本的安裝包。因此課程中我們會基于Linux系統來安裝Redis.

此處選擇的Linux版本為CentOS 7.

⑴.依賴庫

Redis是基于C語言編寫的，因此首先需要安裝Redis所需要的gcc依賴：

yum install -y gcc tcl

⑵.上傳安裝包并解壓

然后將課前資料提供的Redis安裝包上傳到虛擬機的任意目錄：

例如，我放到了/usr/local/src 目錄：

實際上放在這里

解壓縮：

tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

解壓后：

進入redis目錄：

cd redis-6.2.6

運行編譯命令：

make && make install

如果沒有出錯，應該就安裝成功了。

⑶.啟動

redis的啟動方式有很多種，例如：

默認啟動
指定配置啟動
開機自啟

⑷.默認啟動

安裝完成后，在任意目錄輸入redis-server命令即可啟動Redis：

redis-server

如圖：

這種啟動屬于前臺啟動，會阻塞整個會話窗口，窗口關閉或者按下CTRL + C則Redis停止。不推薦使用。

在 Xshell 中，若要退出當前正在運行的 Redis 服務（前臺運行狀態），可直接按下快捷鍵?Ctrl + C，這會向 Redis 進程發送中斷信號，使其停止運行，從而返回到命令行交互界面。

⑸.指定配置啟動

如果要讓Redis以后臺方式啟動，則必須修改Redis配置文件，就在我們之前解壓的redis安裝包下（/usr/local/src/redis-6.2.6），名字叫redis.conf：

cp redis.conf redis.conf.bck

由于我之前把安裝包放在/root/下載/soft下

所以改成

cp /root/下載/soft/redis-6.2.6/redis.conf redis.conf.bck

或者，你也可以先切換到包含?redis.conf?文件的目錄，然后再進行復制操作：

cd /root/下載/soft/redis-6.2.6

cp redis.conf redis.conf.bck

然后修改redis.conf文件中的一些配置：

vi redis.conf

然后修改redis.conf文件中的一些配置：

# 允許訪問的地址，默認是127.0.0.1，會導致只能在本地訪問。修改為0.0.0.0則可以在任意IP訪問，生產環境不要設置為0.0.0.0
bind 0.0.0.0
# 守護進程，修改為yes后即可后臺運行
daemonize yes 
# 密碼，設置后訪問Redis必須輸入密碼
requirepass 123321

Redis的其它常見配置：

# 監聽的端口
port 6379
# 工作目錄，默認是當前目錄，也就是運行redis-server時的命令，日志、持久化等文件會保存在這個目錄
dir .
# 數據庫數量，設置為1，代表只使用1個庫，默認有16個庫，編號0~15
databases 1
# 設置redis能夠使用的最大內存
maxmemory 512mb
# 日志文件，默認為空，不記錄日志，可以指定日志文件名
logfile "redis.log"

啟動Redis：

# 進入redis安裝目錄 
cd /root/下載/soft/redis-6.2.6
# 啟動
redis-server redis.conf

停止服務：

# 利用redis-cli來執行 shutdown 命令，即可停止 Redis 服務，
# 因為之前配置了密碼，因此需要通過 -u 來指定密碼
redis-cli -u abc123 shutdown

⑹.開機自啟

我們也可以通過配置來實現開機自啟。

首先，新建一個系統服務文件：

vi /etc/systemd/system/redis.service

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /root/download/soft/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后重載系統服務：

systemctl daemon-reload

現在，我們可以用下面這組命令來操作redis了：

# 啟動
systemctl start redis
# 停止
systemctl stop redis
# 重啟
systemctl restart redis
# 查看狀態
systemctl status redis

到時候重新整理一下，這個要重新寫

4.Redis桌面客戶端

安裝完成Redis，我們就可以操作Redis，實現數據的CRUD了。這需要用到Redis客戶端，包括：

命令行客戶端
圖形化桌面客戶端
編程客戶端

⑴.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：

redis-cli [options] [commonds]

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
-p 6379：指定要連接的redis節點的端口，默認是6379
-a abc123：指定redis的訪問密碼

其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

ping：與redis服務端做心跳測試，服務端正常會返回pong

不指定commond時，會進入redis-cli的交互控制臺：

⑵.圖形化桌面客戶端

GitHub上的大神編寫了Redis的圖形化桌面客戶端，地址：GitHub - RedisInsight/RedisDesktopManager

不過該倉庫提供的是RedisDesktopManager的源碼，并未提供windows安裝包。

在下面這個倉庫可以找到安裝包：Releases · lework/RedisDesktopManager-Windows · GitHub

⑶.安裝

在課前資料中可以找到Redis的圖形化桌面客戶端：

解壓縮后，運行安裝程序即可安裝：

雙擊即可運行

⑷.建立連接

點擊左上角的連接到Redis服務器按鈕：

在彈出的窗口中填寫Redis服務信息：

點擊確定后，在左側菜單會出現這個鏈接：

Redis默認有16個倉庫，編號從0至15. 通過配置文件可以設置倉庫數量，但是不超過16，并且不能自定義倉庫名稱。

如果是基于redis-cli連接Redis服務，可以通過select命令來選擇數據庫：

# 選擇 0號庫
select 0

二、Redis常見命令

Redis是典型的key-value數據庫，key一般是字符串，而value包含很多不同的數據類型：

Redis為了方便我們學習，將操作不同數據類型的命令也做了分組，在官網（ https://redis.io/commands?）可以查看到不同的命令：

不同類型的命令稱為一個group，我們也可以通過help命令來查看各種不同group的命令：

接下來，我們就學習常見的五種基本數據類型的相關命令。

1.Redis通用命令

通用指令是部分數據類型的，都可以使用的指令，常見的有：

KEYS：查看符合模板的所有key

DEL：刪除一個指定的key

EXISTS：判斷key是否存在

EXPIRE：給一個key設置有效期，有效期到期時該key會被自動刪除

TTL：查看一個KEY的剩余有效期

通過help [command] 可以查看一個命令的具體用法，例如：

2.String類型

String類型，也就是字符串類型，是Redis中最簡單的存儲類型。

其value是字符串，不過根據字符串的格式不同，又可以分為3類：

string：普通字符串
int：整數類型，可以做自增、自減操作
float：浮點類型，可以做自增、自減操作

不管是哪種格式，底層都是字節數組形式存儲，只不過是編碼方式不同。字符串類型的最大空間不能超過512m.

String的常見命令

String的常見命令有：

SET（set）：添加或者修改已經存在的一個String類型的鍵值對
GET(get)：根據key獲取String類型的value
MSET(mset)：批量添加多個String類型的鍵值對
MGET(mget)：根據多個key獲取多個String類型的value
INCR(incr)：讓一個整型的key自增1
INCRBY(incrby):讓一個整型的key自增并指定步長，例如：incrby num 2 讓num值自增2
INCRBYFLOAT：讓一個浮點類型的數字自增并指定步長
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
SETEX：添加一個String類型的鍵值對，并且指定有效期

set

setnx

Key結構

Redis沒有類似MySQL中的Table的概念，我們該如何區分不同類型的key呢？

例如，需要存儲用戶、商品信息到redis，有一個用戶id是1，有一個商品id恰好也是1，此時如果使用id作為key，那就會沖突了，該怎么辦？

我們可以通過給key添加前綴加以區分，不過這個前綴不是隨便加的，有一定的規范：

Redis的key允許有多個單詞形成層級結構，多個單詞之間用':'隔開，格式如下：

	項目名:業務名:類型:id

這個格式并非固定，也可以根據自己的需求來刪除或添加詞條。這樣以來，我們就可以把不同類型的數據區分開了。從而避免了key的沖突問題。

例如我們的項目名稱叫 heima，有user和product兩種不同類型的數據，我們可以這樣定義key：

user相關的key：heima:user:1
product相關的key：heima:product:1

如果Value是一個Java對象，例如一個User對象，則可以將對象序列化為JSON字符串后存儲：

KEY	VALUE
heima:user:1	{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}
heima:product:1	{"id":1, "name": "小米11", "price": 4999}

并且，在Redis的桌面客戶端中，還會以相同前綴作為層級結構，讓數據看起來層次分明，關系清晰：

3.Hash類型

Hash類型，也叫散列，其value是一個無序字典，類似于Java中的HashMap結構。

String結構是將對象序列化為JSON字符串后存儲，當需要修改對象某個字段時很不方便：

Hash結構可以將對象中的每個字段獨立存儲，可以針對單個字段做CRUD：

Hash的常見命令有：

HSET key field value：添加或者修改hash類型key的field的值
HGET key field：獲取一個hash類型key的field的值
HMSET：批量添加多個hash類型key的field的值
HMGET：批量獲取多個hash類型key的field的值
HGETALL：獲取一個hash類型的key中的所有的field和value
HKEYS：獲取一個hash類型的key中的所有的field
HINCRBY:讓一個hash類型key的字段值自增并指定步長
HSETNX：添加一個hash類型的key的field值，前提是這個field不存在，否則不執行

4.List類型

Redis中的List類型與Java中的LinkedList類似，可以看做是一個雙向鏈表結構。既可以支持正向檢索和也可以支持反向檢索。

特征也與LinkedList類似：

有序
元素可以重復
插入和刪除快
查詢速度一般

常用來存儲一個有序數據，例如：朋友圈點贊列表，評論列表等。

List的常見命令有：

LPUSH key element ... ：向列表左側插入一個或多個元素
LPOP key：移除并返回列表左側的第一個元素，沒有則返回nil
RPUSH key element ... ：向列表右側插入一個或多個元素
RPOP key：移除并返回列表右側的第一個元素
LRANGE key star end：返回一段角標范圍內的所有元素
BLPOP和BRPOP：與LPOP和RPOP類似，只不過在沒有元素時等待指定時間，而不是直接返回nil

5.Set類型

Redis的Set結構與Java中的HashSet類似，可以看做是一個value為null的HashMap。因為也是一個hash表，因此具備與HashSet類似的特征：

無序
元素不可重復
查找快
支持交集、并集、差集等功能

Set的常見命令有：

SADD key member ... (sadd)：向set中添加一個或多個元素
SREM key member ... (srem):?移除set中的指定元素
SCARD key(scard)：返回set中元素的個數
SISMEMBER key member(sismember)：判斷一個元素是否存在于set中
SMEMBERS(smembers)：獲取set中的所有元素
SINTER key1 key2 ... (sinter)：求key1與key2的交集

例如兩個集合：s1和s2:

求交集：SINTER s1 s2

求s1與s2的不同：SDIFF s1 s2

練習：

1.將下列數據用Redis的Set集合來存儲：

張三的好友有：李四、王五、趙六

李四的好友有：王五、麻子、二狗

2.利用Set的命令實現下列功能：

計算張三的好友有幾人

計算張三和李四有哪些共同好友

查詢哪些人是張三的好友卻不是李四的好友

查詢張三和李四的好友總共有哪些人

判斷李四是否是張三的好友

判斷張三是否是李四的好友

將李四從張三的好友列表中移除

6.SortedSet類型

Redis的SortedSet是一個可排序的set集合，與Java中的TreeSet有些類似，但底層數據結構卻差別很大。SortedSet中的每一個元素都帶有一個score屬性，可以基于score屬性對元素排序，底層的實現是一個跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具備下列特性：

可排序

元素不重復

查詢速度快

因為SortedSet的可排序特性，經常被用來實現排行榜這樣的功能。

SortedSet的常見命令有：

ZADD key score member：添加一個或多個元素到sorted set ，如果已經存在則更新其score值
ZREM key member：刪除sorted set中的一個指定元素
ZSCORE key member : 獲取sorted set中的指定元素的score值
ZRANK key member：獲取sorted set 中的指定元素的排名
ZCARD key：獲取sorted set中的元素個數
ZCOUNT key min max：統計score值在給定范圍內的所有元素的個數
ZINCRBY key increment member：讓sorted set中的指定元素自增，步長為指定的increment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score范圍內的元素
ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

注意：所有的排名默認都是升序，如果要降序則在命令的Z后面添加REV即可，例如：

升序獲取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member
降序獲取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

練習題：

將班級的下列學生得分存入Redis的SortedSet中：

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

并實現下列功能：

刪除Tom同學

獲取Amy同學的分數

獲取Rose同學的排名

查詢80分以下有幾個學生

給Amy同學加2分
查出成績前3名的同學
查出成績80分以下的所有同學

三、Redis的Java客戶端

在Redis官網中提供了各種語言的客戶端，地址：https://redis.io/docs/latest/develop/clients/

其中Java客戶端也包含很多：

標記為*的就是推薦使用的java客戶端，包括：

Jedis和Lettuce：這兩個主要是提供了Redis命令對應的API，方便我們操作Redis，而SpringDataRedis又對這兩種做了抽象和封裝，因此我們后期會直接以SpringDataRedis來學習。
Redisson：是在Redis基礎上實現了分布式的可伸縮的java數據結構，例如Map、Queue等，而且支持跨進程的同步機制：Lock、Semaphore等待，比較適合用來實現特殊的功能需求。

1.Jedis客戶端

Jedis的官網地址： GitHub - redis/jedis: Redis Java client

快速入門

我們先來個快速入門：

1）引入依賴：

<!--jedis-->
<dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>3.7.0</version>
</dependency>
<!--單元測試-->
<dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>5.7.0</version><scope>test</scope>
</dependency>

Spring Data Redis 集成了jedis 和lettuce

2）建立連接

新建一個單元測試類，內容如下：

import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class JedisTest {private Jedis jedis;@BeforeEachvoid setUo(){//1.建立連接jedis = new Jedis("192.168.238.128", 6379);//2.設置密碼jedis.auth("abc123");//3.選擇庫jedis.select(0);}@Testvoid testString(){//存入數據String result = jedis.set("name", "胡歌");System.out.println("result="+result);//獲取數據String name = jedis.get("name");System.out.println("name="+name);}@AfterEachvoid tearDown(){if(jedis!=null){jedis.close();}}
}

再測試一個

    @Testvoid testHash(){//插入hash數據jedis.hset("user:1","name","Jack");jedis.hset("user:1","age","21");//獲取Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");System.out.println(map);}

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，因此我們推薦大家使用Jedis連接池代替Jedis的直連方式。

配置一個連接池

package org.example1;import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;public class JedisConnectionFactory {private static final JedisPool jedisPool;static{//配置連接池JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();poolConfig.setMaxTotal(8);poolConfig.setMaxIdle(8);poolConfig.setMaxIdle(0);poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);//創建連接池對象jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "192.168.238.128", 6379, 1000, "abc123");}public static Jedis getJedis(){return jedisPool.getResource();}}

2.SpringDataRedis客戶端

SpringData是Spring中數據操作的模塊，包含對各種數據庫的集成，其中對Redis的集成模塊就叫做SpringDataRedis，官網地址：Spring Data Redis

提供了對不同Redis客戶端的整合（Lettuce和Jedis）
提供了RedisTemplate統一API來操作Redis
支持Redis的發布訂閱模型
支持Redis哨兵和Redis集群
支持基于Lettuce的響應式編程
支持基于JDK、JSON、字符串、Spring對象的數據序列化及反序列化
支持基于Redis的JDKCollection實現

SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具類，其中封裝了各種對Redis的操作。并且將不同數據類型的操作API封裝到了不同的類型中：

快速入門

SpringBoot已經提供了對SpringDataRedis的支持，使用非常簡單。

首先，新建一個maven項目，然后按照下面步驟執行：

1）引入依賴

  <!--redis依賴--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><!--common-pool--><dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId></dependency><!--Jackson依賴--><dependency><groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId><artifactId>jackson-databind</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency>

2）配置Redis

spring:data:redis:# Redis 服務器地址host: 192.168.238.128# Redis 服務器端口port: 6379# Redis 服務器密碼password: abc123# 連接超時時間timeout: 5000mslettuce:pool:# 連接池最大連接數（使用負值表示沒有限制）max-connections: 8# 連接池最大空閑連接數max-idle-connections: 8# 連接池最小空閑連接數min-idle-connections: 0# 連接池最大阻塞等待時間（使用負值表示沒有限制）max-wait-time: 100msshutdown-timeout: 100ms

3）注入RedisTemplate

因為有了SpringBoot的自動裝配，我們可以拿來就用：

@SpringBootTest
class RedisStringTests {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;
}

4）編寫測試

package org.example1;import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;@SpringBootTest
class SpringbootRedisDemoApplicationTests {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testvoid testString(){//寫入一條數據redisTemplate.opsForValue().set("name","胡歌");//獲取string數據Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");System.out.println("name="+name);}}

默認序列化問題：RedisTemplate?未配置時，使用?JdkSerializationRedisSerializer，會將 Java 對象（包括字符串）序列化為二進制字節流，導致在 Redis 客戶端顯示為類似?\xAC\xED?這樣的二進制內容。
StringRedisSerializer?的作用：它直接按字符串的字節序列處理數據，不會進行復雜的序列化操作，確保鍵值對以純文本形式存儲和讀取，便于直觀查看和管理。

自定義序列化

RedisTemplate可以接收任意Object作為值寫入Redis：

只不過寫入前會把Object序列化為字節形式，默認是采用JDK序列化，得到的結果是這樣的：

缺點：

可讀性差
內存占用較大

我們可以自定義RedisTemplate的序列化方式，代碼如下：

@Configuration
public class RedisConfig {@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){// 創建RedisTemplate對象RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();// 設置連接工廠template.setConnectionFactory(connectionFactory);// 創建JSON序列化工具GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();// 設置Key的序列化template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());// 設置Value的序列化template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);// 返回return template;}
}