Redis-基础篇

写在最前面

1、Redis入门

Redis 存储的是键值对（key：value）形式的数据

1.认识NoSQL

1.1 什么是NoSQL

NoSQL最常见的解释是"non-relational"， 很多人也说它是"Not Only SQL"

NoSQL仅仅是一个概念，泛指非关系型的数据库

区别于关系数据库，它们不保证关系数据的ACID特性

NoSQL是一项全新的数据库革命性运动，提倡运用非关系型的数据存储，相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维的注入

常见的NoSQL数据库有：Redis、MemCache、MongoDB等

1.2 NoSQL与SQL的差异

2.认识Redis

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

2.1 Redis的特征：

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：单线程执行命令，保证了安全性。

低延迟，速度快（基于内存读取比在磁盘读取块、IO多路复用、良好的编码）。

支持数据持久化：定期的将数据从内存持久化到磁盘，提高数据的安全性。

支持主从集群：从节点会备份主节点的数据，避免出现宕机，数据丢失

支持分片集群：比如将一个数据表进行拆分多分，进行分别存储，提高效率

支持多语言客户端

3.安装Redis

3.1 前置准备

本次安装Redis是基于Linux系统下安装的，因此需要一台Linux服务器或者虚拟机。

Ps：由于提供的CentOS操作系统为mini版，因此需要自行配置网络，不会配置的请联系我，如果您使用的是自己购买的服务器，请提前开放6379端口，避免后续出现的莫名其妙的错误！

虚拟机：VMware16

操作系统：CentOS-7-x86_64-Minimal-1708

Redis：redis-6.2.6.tar

xShell及xFtp：https://www.xshell.com/zh/free-for-home-scho

3.2 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

yum install -y gcc tcl

安装成功如下图所示：

执行命令安装Redis

wget http https://download.redis.io/releases/redis-6.2.10.tar.gz

3.3 正式安装Redis

• 将redis-6.2.6.tar上传至/usr/local/src目录
  
  
• 在xShell中cd到/usr/local/src目录执行以下命令进行解压操作

tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

解压成功后依次执行以下命令

cd redis-6.2.6
make
make install

• 安装成功后打开/usr/local/bin目录（该目录为Redis默认的安装目录）
  
  

4.启动Redis

Redis的启动方式有很多种，例如：前台启动、后台启动、开机自启

4.1 前台启动（不推荐）

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。

• 安装完成后，在任意目录输入redis-server命令即可启动Redis

redis-server
• 1

• 启动成功如下图所示
  
  

4.2 后台启动（不推荐）

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，配置文件所在目录就是之前我们解压的安装包下

因为我们要修改配置文件，因此我们需要先将原文件备份一份

cd /usr/local/src/redis-6.2.6
• 1

cp redis.conf redis.conf.bck

然后修改redis.conf文件中的一些配置

# 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 1325

Redis其他常用配置

# 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

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

停止Redis服务

# 通过kill命令直接杀死进程
kill -9 redis进程id

# 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 -a 来指定密码
redis-cli -a 132537 shutdown

4.3 开机自启（推荐）

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

vi /etc/systemd/system/redis.service

将以下命令粘贴进去

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.10/redis.conf
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target

• vim redis.conf
  
• 然后重载系统服务

systemctl daemon-reload

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了

# 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

systemctl enable redis

开放端口，让Windows可以访问

查看6379端口是否打开

firewall-cmd --query-port=6379/tcp

去查看下linux里面是有没有开放这个端口，如果按照正常情况，应该提示我yes或者no，但是它提示了我firewall is not running ,这才记起，原来使用centos7之前版本的端口配置方式时，将firewall防火墙给关了，使用

systemctl start firewalld.service # 开启
systemctl stop firewalld.service  # 关闭

来将防火墙打开，将6379端口打开

firewall-cmd --add-port=6379/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

2、Redis常见命令

我们可以通过Redis的中文文档：http://www.redis.cn/commands.html，来学习各种命令。

中⽂版：http://www.redis.cn/commands.html

也可以通过菜鸟教程官网来学习：https://www.runoob.com/redis/redis-keys.html

2.1. 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

1. String：普通的字符串形式键值

1. Hash：hash类型
2. List：有序
3. Set：无序的、不重复的
4. SortedSet：有序的、不重复的

2.2. 通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有如下表格所示

可以通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法！

3.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的常见命令有如下表格所示

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用” ：“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。

例如我们的项目名称叫 heima，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

user相关的key：heima:user:1

product相关的key：heima:product:1

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储

4.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。

• 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：

5.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的常见命令有

思考问题

• 如何利用List结构模拟一个栈?

• 先进后出，入口和出口在同一边

• 如何利用List结构模拟一个队列?

• 先进先出，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

6.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的常见命令有

交集、差集、并集图示

7.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（TOP N）这样的功能。

SortedSet的常见命令有

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

三、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

1.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：

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 132537：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：

2.图形化客户端

下载地址：https://pan.baidu.com/s/1sxQTOt-A5MCvVZnlgDf0eA?pwd=1234

• 安装图形化客户端

安装步骤过于简单不再演示

• 如何连接到Redis
  
• 连接成功后如图所示
  

3.Java客户端

3.1 Jedis快速入门

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

新建一个Maven工程并引入以下依赖

<!--引入Jedis依赖-->
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>4.2.0</version>
</dependency>
<!--引入单元测试依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    <version>5.8.2</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

编写测试类并与Redis建立连接

private Jedis jedis;
@BeforeEach //被该注解修饰的方法每次执行其他方法前自动执行
void setUp(){
    // 1. 获取连接
    jedis = new Jedis("192.168.230.88",6379);
    // 2. 设置密码
    jedis.auth("132537");
    // 3. 选择库（默认是下标为0的库）
    jedis.select(0);
}

编写一个操作数据的方法（这里以操作String类型为例）

@Test
public void testString(){
    // 1.往redis中存放一条String类型的数据并获取返回结果
    String result = jedis.set("url", "https://www.oz6.cn");
    System.out.println("result = " + result);
    // 2.从redis中获取一条数据
    String url = jedis.get("url");
    System.out.println("url = " + url);
}

最后不要忘记编写一个释放资源的方法

    @AfterEach //被该注解修饰的方法会在每次执行其他方法后执行
    void tearDown(){
        // 1.释放资源
        if (jedis != null){
            jedis.close();
        }
    }

• 执行testString()方法后测试结果如图所示
  
  

3.2 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

public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;
    static {
        //配置连接池
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);// 最大连接数
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(8); // 最大空闲链接数
        jedisPoolConfig.setMinIdle(0); // 最小空闲连接数
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(200); // 等待时间
        //创建连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"192.168.230.88",6379,1000,"132537");
    }
    public static Jedis getJedis(){
       return jedisPool.getResource();
    }
}

3.3 SpringDataRedis介绍

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：

3.4 SpringDataRedis快速入门

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

• 首先新建一个Spring Boot工程
  

然后引入连接池依赖

<!--连接池依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

编写配置文件application.yml（连接池的配置在实际开发中是根据需求来的）

spring:
  redis:
    host: 192.168.230.88 #指定redis所在的host
    port: 6379  #指定redis的端口
    password: 132537  #设置redis密码
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 #最大连接数
        max-idle: 8 #最大空闲数
        min-idle: 0 #最小空闲数
        max-wait: 100ms #连接等待时间

编写测试类执行测试方法

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {
  @Resource
  private RedisTemplate redisTemplate;
  @Test
  void testString() {
    // 1.通过RedisTemplate获取操作String类型的ValueOperations对象
    ValueOperations ops = redisTemplate.opsForValue();
    // 2.插入一条数据
    ops.set("blogName","Vz-Blog");
    // 3.获取数据
    String blogName = (String) ops.get("blogName");
    System.out.println("blogName = " + blogName);
  }
}

3.5 RedisSerializer配置

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

3.5 RedisSerializer配置

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

缺点：

• 可读性差
• 内存占用较大

那么如何解决以上的问题呢？我们可以通过自定义RedisTemplate序列化的方式来解决。

• 编写一个配置类RedisConfig

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String,Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory){
        // 1.创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate<String ,Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        // 2.设置连接工厂
        redisTemplate.setConnectionFactory(factory);
        // 3.创建序列化对象
        StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();
        GenericJackson2JsonRedisSerializer genericJackson2JsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 4.设置key和hashKey采用String的序列化方式
        redisTemplate.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);
        // 5.设置value和hashValue采用json的序列化方式
        redisTemplate.setValueSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(genericJackson2JsonRedisSerializer);
        return redisTemplate;
    }
}

• 此时我们已经将RedisTemplate的key设置为String序列化，value设置为Json序列化的方式，再来执行方法测试
  
  
• 由于我们设置的value序列化方式是Json的，因此我们可以直接向redis中插入一个对象

@Test
void testSaveUser() {
    redisTemplate.opsForValue().set("user:100", new User("Vz", 21));
    User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get("user:100");
    System.out.println("User = " + user);
}

尽管Json序列化可以满足我们的需求，但是依旧存在一些问题。

如上图所示，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（字节码）写入json结果中，存入Redis，会带来额外的内存开销。

那么我们如何解决这个问题呢？我们可以通过下文的StringRedisTemplate来解决这个问题

3.6 StringRedisTemplate

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。

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

• 我们可以直接编写一个测试类使用StringRedisTemplate来执行以下方法

@SpringBootTest
class RedisStringTemplateTest {
  @Resource
  private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
  @Test
  void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
    // 1.创建一个Json序列化对象
    ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
    // 2.将要存入的对象通过Json序列化对象转换为字符串
    String userJson1 = objectMapper.writeValueAsString(new User("Vz", 21));
    // 3.通过StringRedisTemplate将数据存入redis
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:100",userJson1);
    // 4.通过key取出value
    String userJson2 = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:100");
    // 5.由于取出的值是String类型的Json字符串，因此我们需要通过Json序列化对象来转换为java对象
    User user = objectMapper.readValue(userJson2, User.class);
    // 6.打印结果
    System.out.println("user = " + user);
  }
}

• 执行完毕回到Redis的图形化客户端查看结果
  
  

3.7 总结

RedisTemplate的两种序列化实践方案，两种方案各有各的优缺点，可以根据实际情况选择使用。

方案一：

自定义RedisTemplate

修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

方案二：

使用StringRedisTemplate

写入Redis时，手动把对象序列化为JSON

读取Redis时，手动把读取到的JSON反序列化为对象

RedisTemplate 默认使⽤ JDK 原⽣序列化器，可读性差、内存占⽤⼤，因此可以⽤以下两种⽅式来改变序列化机制：

⾃定义 RedisTemplate，指定 key 和 value 的序列化器

使⽤⾃带的 StringRedisTemplate，key 和 value 都默认使⽤ String 序列化器，仅⽀持写⼊ String 类型的 key 和 value。因此需要⾃⼰将对象序列化成 String 来写⼊ Redis，从 Redis 读出数据时也要⼿动反序列化

ue
String userJson2 = stringRedisTemplate.opsForValue().get(“user:100”);
// 5.由于取出的值是String类型的Json字符串，因此我们需要通过Json序列化对象来转换为java对象
User user = objectMapper.readValue(userJson2, User.class);
// 6.打印结果
System.out.println("user = " + user);
}
}

- **执行完毕回到Redis的图形化客户端查看结果**
[外链图片转存中...(img-F6ZHklMB-1678249202231)]
### 3.7 总结
> RedisTemplate的两种序列化实践方案，两种方案各有各的优缺点，可以根据实际情况选择使用。
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
RedisTemplate 默认使⽤ JDK 原⽣序列化器，可读性差、内存占⽤⼤，因此可以⽤以下两种⽅式来改变序列化机制： 
1. ⾃定义 RedisTemplate，指定 key 和 value 的序列化器 
2. 使⽤⾃带的 StringRedisTemplate，key 和 value 都默认使⽤ String 序列化器，仅⽀持写⼊ String 类型的 key 和 value。因此需要⾃⼰将对象序列化成 String 来写⼊ Redis，从 Redis 读出数据时也要⼿动反序列化