Redis基础

课程内容

Redis入门
Redis数据类型
Redis常用命令
在Java中操作Redis

1. 前言

1.1 什么是Redis

Redis是一个基于内存的key-value结构数据库。Redis 是互联网技术领域使用最为广泛的存储中间件，它是「Remote Dictionary Service」的首字母缩写，也就是「远程字典服务」。

基于内存存储，读写性能高

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适合存储热点数据（热点商品、资讯、新闻）

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企业应用广泛

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1.2 使用Redis能做什么

数据缓存
消息队列
注册中心
发布订阅

2. Redis入门

2.1 Redis简介

Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache, and message broker. 翻译为：Redis是一个开源的内存中的数据结构存储系统，它可以用作：数据库、缓存和消息中间件。

官网：https://redis.io

Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对(key-value)数据库，官方提供的数据是可以达到100000+的QPS（每秒内查询次数）。它存储的value类型比较丰富，也被称为结构化的NoSql数据库。

NoSql（Not Only SQL），不仅仅是SQL，泛指非关系型数据库。NoSql数据库并不是要取代关系型数据库，而是关系型数据库的补充。

关系型数据库(RDBMS)：

Mysql
Oracle
DB2
SQLServer

非关系型数据库(NoSql)：

Redis
Mongo db
MemCached

2.2 Redis下载与安装

2.2.1 Redis下载

Redis安装包分为windows版和Linux版：

Windows版下载地址：https://github.com/microsoftarchive/redis/releases
Linux版下载地址： https://download.redis.io/releases/

下载后得到下面安装包：

在这里插入图片描述

2.2.2 Redis安装

1）在Linux中安装Redis

在Linux系统安装Redis步骤：

将Redis安装包上传到Linux
解压安装包，命令：tar -zxvf redis-4.0.0.tar.gz -C /usr/local
安装Redis的依赖环境gcc，命令：yum install gcc-c++
进入/usr/local/redis-4.0.0，进行编译，命令：make
进入redis的src目录进行安装，命令：make install

安装后重点文件说明：

/usr/local/redis-4.0.0/src/redis-server：Redis服务启动脚本

/usr/local/redis-4.0.0/src/redis-cli：Redis客户端脚本

/usr/local/redis-4.0.0/redis.conf：Redis配置文件

2）在Windows中安装Redis

Redis的Windows版属于绿色软件，直接解压即可使用，解压后目录结构如下：

在这里插入图片描述

2.3 Redis服务启动与停止

1）Linux系统中启动和停止Redis

执行Redis服务启动脚本文件redis-server：

在这里插入图片描述

通过启动日志可以看到，Redis默认端口号为6379。

Ctrl + C停止Redis服务

通过redis-cli可以连接到本地的Redis服务，默认情况下不需要认证即可连接成功。

退出客户端可以输入exit或者quit命令。

2）Windows系统中启动和停止Redis

Windows系统中启动Redis，直接双击redis-server.exe即可启动Redis服务，redis服务默认端口号为6379

在这里插入图片描述

Ctrl + C停止Redis服务

双击redis-cli.exe即可启动Redis客户端，默认连接的是本地的Redis服务，而且不需要认证即可连接成功。

在这里插入图片描述

退出客户端可以输入exit或者quit命令。

2.4 Redis配置文件

前面我们已经启动了Redis服务，默认情况下Redis启动后是在前台运行，而且客户端不需要密码就可以连接到Redis服务。如果我们希望Redis服务启动后是在后台运行，同时希望客户端认证通过后才能连接到Redis服务，应该如果做呢？

此时就需要修改Redis的配置文件：

Linux系统中Redis配置文件：REDIS_HOME/redis.conf
Windows系统中Redis配置文件：REDIS_HOME/redis.windows.conf

通过修改Redis配置文件可以进行如下配置：

**1）**设置Redis服务后台运行

将配置文件中的daemonize配置项改为yes，默认值为no。

注意：Windows版的Redis不支持后台运行。

**2）**设置Redis服务密码

将配置文件中的 # requirepass foobared 配置项取消注释，默认为注释状态。foobared为密码，可以根据情况自己指定。

**3）**设置允许客户端远程连接Redis服务

Redis服务默认只能客户端本地连接，不允许客户端远程连接。将配置文件中的 bind 127.0.0.1 配置项注释掉。

解释说明：

Redis配置文件中 # 表示注释

Redis配置文件中的配置项前面不能有空格，需要顶格写

daemonize：用来指定redis是否要用守护线程的方式启动，设置成yes时，代表开启守护进程模式。在该模式下，redis会在后台运行

requirepass：设置Redis的连接密码

bind：如果指定了bind，则说明只允许来自指定网卡的Redis请求。如果没有指定，就说明可以接受来自任意一个网卡的Redis请求。

注意：修改配置文件后需要重启Redis服务配置才能生效，并且启动Redis服务时需要显示的指定配置文件：

1）Linux中启动Redis服务

# 进入Redis安装目录
cd /usr/local/redis-4.0.0
# 启动Redis服务，指定使用的配置文件
./src/redis-server ./redis.conf

2）Windows中启动Redis服务

在这里插入图片描述

由于Redis配置文件中开启了认证校验，即客户端连接时需要提供密码，此时客户端连接方式变为：

在这里插入图片描述

解释说明：

-h：指定连接的Redis服务的ip地址

-p：指定连接的Redis服务的端口号

-a：指定连接的Redis服务的密码

3. Redis数据类型

3.1 介绍

Redis存储的是key-value结构的数据，其中key是字符串类型，value有5种常用的数据类型：

字符串 string
哈希 hash
列表 list
集合 set
有序集合 sorted set / zset

3.2 Redis 5种常用数据类型

在这里插入图片描述

解释说明：

字符串(string)：普通字符串，常用

哈希(hash)：适合存储对象

列表(list)：按照插入顺序排序，可以有重复元素

集合(set)：无序集合，没有重复元素

有序集合(sorted set / zset)：集合中每个元素关联一个分数（score），根据分数升序排序，没有重复元素

4. Redis常用命令

4.1 字符串string操作命令

Redis 中字符串类型常用命令：

SET key value 设置指定key的值
GET key 获取指定key的值
SETEX key seconds value 设置指定key的值，并将 key 的过期时间设为 seconds 秒
SETNX key value 只有在 key 不存在时设置 key 的值

更多命令可以参考Redis中文网：https://www.redis.net.cn

4.2 哈希hash操作命令

Redis hash 是一个string类型的 field 和 value 的映射表，hash特别适合用于存储对象，常用命令：

HSET key field value 将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value
HGET key field 获取存储在哈希表中指定字段的值
HDEL key field 删除存储在哈希表中的指定字段
HKEYS key 获取哈希表中所有字段
HVALS key 获取哈希表中所有值
HGETALL key 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值

在这里插入图片描述

4.3 列表list操作命令

Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，常用命令：

LPUSH key value1 [value2] 将一个或多个值插入到列表头部
LRANGE key start stop 获取列表指定范围内的元素
RPOP key 移除并获取列表最后一个元素
LLEN key 获取列表长度
BRPOP key1 [key2 ] timeout 移出并获取列表的最后一个元素，如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止

在这里插入图片描述

4.4 集合set操作命令

Redis set 是string类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据，常用命令：

SADD key member1 [member2] 向集合添加一个或多个成员
SMEMBERS key 返回集合中的所有成员
SCARD key 获取集合的成员数
SINTER key1 [key2] 返回给定所有集合的交集
SUNION key1 [key2] 返回所有给定集合的并集
SDIFF key1 [key2] 返回给定所有集合的差集
SREM key member1 [member2] 移除集合中一个或多个成员

在这里插入图片描述

4.5 有序集合sorted set操作命令

Redis sorted set 有序集合是 string 类型元素的集合，且不允许重复的成员。每个元素都会关联一个double类型的分数(score) 。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大排序。有序集合的成员是唯一的，但分数却可以重复。

常用命令：

ZADD key score1 member1 [score2 member2] 向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 通过索引区间返回有序集合中指定区间内的成员
ZINCRBY key increment member 有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment
ZREM key member [member …] 移除有序集合中的一个或多个成员

在这里插入图片描述

4.6 通用命令

Redis中的通用命令，主要是针对key进行操作的相关命令：

KEYS pattern 查找所有符合给定模式( pattern)的 key
EXISTS key 检查给定 key 是否存在
TYPE key 返回 key 所储存的值的类型
TTL key 返回给定 key 的剩余生存时间(TTL, time to live)，以秒为单位
DEL key 该命令用于在 key 存在是删除 key

5. 在Java中操作Redis

5.1 介绍

前面我们讲解了Redis的常用命令，这些命令是我们操作Redis的基础，那么我们在java程序中应该如何操作Redis呢？这就需要使用Redis的Java客户端，就如同我们使用JDBC操作MySQL数据库一样。

Redis 的 Java 客户端很多，官方推荐的有三种：

Jedis
Lettuce
Redisson

Spring 对 Redis 客户端进行了整合，提供了 Spring Data Redis，在Spring Boot项目中还提供了对应的Starter，即 spring-boot-starter-data-redis。

5.2 Jedis

Jedis 是 Redis 的 Java 版本的客户端实现。

maven坐标：

<dependency>
	<groupId>redis.clients</groupId>
	<artifactId>jedis</artifactId>
	<version>2.8.0</version>
</dependency>

使用 Jedis 操作 Redis 的步骤：

获取连接
执行操作
关闭连接

示例代码：

package com.itheima.test;

import org.junit.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.Set;

/**
 * 使用Jedis操作Redis
 */
public class JedisTest {

    @Test
    public void testRedis(){
        //1 获取连接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
        
        //2 执行具体的操作
        jedis.set("username","xiaoming");

        String value = jedis.get("username");
        System.out.println(value);

        //jedis.del("username");

        jedis.hset("myhash","addr","bj");
        String hValue = jedis.hget("myhash", "addr");
        System.out.println(hValue);

        Set<String> keys = jedis.keys("*");
        for (String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }

        //3 关闭连接
        jedis.close();
    }
}

5.3 Spring Data Redis

5.3.1 介绍

Spring Data Redis 是 Spring 的一部分，提供了在 Spring 应用中通过简单的配置就可以访问 Redis 服务，对 Redis 底层开发包进行了高度封装。在 Spring 项目中，可以使用Spring Data Redis来简化 Redis 操作。

网址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

在这里插入图片描述

maven坐标：

<dependency>
	<groupId>org.springframework.data</groupId>
	<artifactId>spring-data-redis</artifactId>
	<version>2.4.8</version>
</dependency>

Spring Boot提供了对应的Starter，maven坐标：

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

Spring Data Redis中提供了一个高度封装的类：RedisTemplate，针对 Jedis 客户端中大量api进行了归类封装,将同一类型操作封装为operation接口，具体分类如下：

ValueOperations：简单K-V操作
SetOperations：set类型数据操作
ZSetOperations：zset类型数据操作
HashOperations：针对hash类型的数据操作
ListOperations：针对list类型的数据操作

5.3.2 使用方式

5.3.2.1 环境搭建

第一步：创建maven项目springdataredis_demo，配置pom.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.4.5</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <groupId>com.itheima</groupId>
    <artifactId>springdataredis_demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.4.5</version>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

第二步：编写启动类

package com.itheima;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class App {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class,args);
    }

}

第三步：配置application.yml

spring:
  application:
    name: springdataredis_demo
  #Redis相关配置
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    #password: 123456
    database: 0 #操作的是0号数据库
    jedis:
      #Redis连接池配置
      pool:
        max-active: 8 #最大连接数
        max-wait: 1ms #连接池最大阻塞等待时间
        max-idle: 4 #连接池中的最大空闲连接
        min-idle: 0 #连接池中的最小空闲连接

解释说明：

spring.redis.database：指定使用Redis的哪个数据库，Redis服务启动后默认有16个数据库，编号分别是从0到15。

可以通过修改Redis配置文件来指定数据库的数量。

第四步：提供配置类

package com.itheima.config;

import org.springframework.cache.annotation.CachingConfigurerSupport;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

/**
 * Redis配置类
 */
@Configuration
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport {

    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {

        RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();

        //默认的Key序列化器为：JdkSerializationRedisSerializer
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());

        redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);

        return redisTemplate;
    }

}

解释说明：

当前配置类不是必须的，因为 Spring Boot 框架会自动装配 RedisTemplate 对象，但是默认的key序列化器为JdkSerializationRedisSerializer，导致我们存到Redis中后的数据和原始数据有差别

第五步：提供测试类

package com.itheima.test;

import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class SpringDataRedisTest {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    
}

5.3.2.2 操作字符串类型数据

/**
 * 操作String类型数据
*/
@Test
public void testString(){
    //存值
    redisTemplate.opsForValue().set("city123","beijing");

    //取值
    String value = (String) redisTemplate.opsForValue().get("city123");
    System.out.println(value);

    //存值，同时设置过期时间
    redisTemplate.opsForValue().set("key1","value1",10l, TimeUnit.SECONDS);

    //存值，如果存在则不执行任何操作
    Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("city1234", "nanjing");
    System.out.println(aBoolean);
}

5.3.2.3 操作哈希类型数据

/**
 * 操作Hash类型数据
*/
@Test
public void testHash(){
    HashOperations hashOperations = redisTemplate.opsForHash();

    //存值
    hashOperations.put("002","name","xiaoming");
    hashOperations.put("002","age","20");
    hashOperations.put("002","address","bj");

    //取值
    String age = (String) hashOperations.get("002", "age");
    System.out.println(age);

    //获得hash结构中的所有字段
    Set keys = hashOperations.keys("002");
    for (Object key : keys) {
        System.out.println(key);
    }

    //获得hash结构中的所有值
    List values = hashOperations.values("002");
    for (Object value : values) {
        System.out.println(value);
    }
}

5.3.2.4 操作列表类型数据

/**
 * 操作List类型的数据
*/
@Test
public void testList(){
    ListOperations listOperations = redisTemplate.opsForList();

    //存值
    listOperations.leftPush("mylist","a");
    listOperations.leftPushAll("mylist","b","c","d");

    //取值
    List<String> mylist = listOperations.range("mylist", 0, -1);
    for (String value : mylist) {
        System.out.println(value);
    }

    //获得列表长度 llen
    Long size = listOperations.size("mylist");
    int lSize = size.intValue();
    for (int i = 0; i < lSize; i++) {
        //出队列
        String element = (String) listOperations.rightPop("mylist");
        System.out.println(element);
    }
}

5.3.2.5 操作集合类型数据

/**
 * 操作Set类型的数据
*/
@Test
public void testSet(){
    SetOperations setOperations = redisTemplate.opsForSet();

    //存值
    setOperations.add("myset","a","b","c","a");

    //取值
    Set<String> myset = setOperations.members("myset");
    for (String o : myset) {
        System.out.println(o);
    }

    //删除成员
    setOperations.remove("myset","a","b");

    //取值
    myset = setOperations.members("myset");
    for (String o : myset) {
        System.out.println(o);
    }

}

5.3.2.6 操作有序集合类型数据

/**
 * 操作ZSet类型的数据
*/
@Test
public void testZset(){
    ZSetOperations zSetOperations = redisTemplate.opsForZSet();

    //存值
    zSetOperations.add("myZset","a",10.0);
    zSetOperations.add("myZset","b",11.0);
    zSetOperations.add("myZset","c",12.0);
    zSetOperations.add("myZset","a",13.0);

    //取值
    Set<String> myZset = zSetOperations.range("myZset", 0, -1);
    for (String s : myZset) {
        System.out.println(s);
    }

    //修改分数
    zSetOperations.incrementScore("myZset","b",20.0);

    //取值
    myZset = zSetOperations.range("myZset", 0, -1);
    for (String s : myZset) {
        System.out.println(s);
    }

    //删除成员
    zSetOperations.remove("myZset","a","b");

    //取值
    myZset = zSetOperations.range("myZset", 0, -1);
    for (String s : myZset) {
        System.out.println(s);
    }
}

5.3.2.7 通用操作

/**
 * 通用操作，针对不同的数据类型都可以操作
*/
@Test
public void testCommon(){
    //获取Redis中所有的key
    Set<String> keys = redisTemplate.keys("*");
    for (String key : keys) {
        System.out.println(key);
    }

    //判断某个key是否存在
    Boolean itcast = redisTemplate.hasKey("itcast");
    System.out.println(itcast);

    //删除指定key
    redisTemplate.delete("myZset");

    //获取指定key对应的value的数据类型
    DataType dataType = redisTemplate.type("myset");
    System.out.println(dataType.name());

}