Redis学习从入门到掌握（基础篇）

文章目录

一、初识Redis
- 1.认识 Redis
- 2.Redis常见命令
- - （1）Redis 数据结构介绍
  - （2）Redis 通用命令
  - （3）String 类型
  - （4）String 类型的常见命令
  - （5）Hash 类型
  - （6）Hash 类型的常见命令
  - （7）List 类型
  - （8）List 类型的常见命令
  - （9）Set 类型
  - （10）Set 类型的常见命令
  - （11）SortedSet 类型
  - （12）SortedSet 类型的常见命令
- 3.Redis 的 Java 客户端
- - （1）Jedis
  - （2）Jedis 连接池
  - （3）SpringDataRedis
  - （4）SpringDataRedis 快速入门
  - （5）SpringDataRedis 的序列化方式

一、初识Redis

1.认识 Redis

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。
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
低延迟，速度快（基于内存、10多路复用、良好的编码）。
支持数据持久化
支持主从集群、分片集群
支持多语言客户端

2.Redis常见命令

（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
String
Hash
List
Set
Sortedset（Zset）
GEO
BitMap
HyperLog

（2）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
DEL：删除一个指定的key
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

（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。

（4）String 类型的常见命令

SET ：添加或者修改已经存在的一个 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: 让一个整型的 key 自增并指定步长，例如： incrby num 2 让 num 值自增 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。

（5）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：

hotel:user:1	{name:“Jack”, age:21}
hotel:user:2	{name:“Rose”, age:18}

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 ：

KEY	field	value
hotel:user:1	name	jack
	age	21
hotel:user:2	name	Rose
	age	18

（6）Hash 类型的常见命令

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 中的所有的 field 和 value
HKEYS ：获取一个 hash 类型的 key 中的所有的 field
HVALS ：获取一个 hash 类型的 key 中的所有的 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

（7）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。

（8）List 类型的常见命令

LPUSH key element … ：向列表左侧插入一个或多个元素
LPOP key ：移除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 ：移除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

请添加图片描述

（9）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

（10）Set 类型的常见命令

SADD key member … ：向 set 中添加一个或多个元素
SREM key member … : 移除 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 与 key2 的差集
SUNION key1 key2 … ：求 key1 和 key2 的并集

（11）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。

（12）SortedSet 类型的常见命令

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

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

3.Redis 的 Java 客户端

在 Redis 官网中提供了各种语言的客户端，地址： https://redis.io/clients

（1）Jedis

jedis官网https://github.com/redis/jedis

引入依赖：

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

创建 Jedis 对象，建立连接：

    public Jedis setUp() {
        //建立连接
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        //选择库
        jedis.select(0);
        return jedis;
    }

使用 Jedis ，方法名与 Redis 命令一致：

@Test
    public void testString() {
        Jedis jedis = setUp();
        try {
            //插入数据，方法名称就是 redis命令名称，非常简单
            String result = jedis.set("name", " 张三 ");
            System.out.println("result = " + result);
            //获取数据
            String name = jedis.get("name");
            System.out.println("name = " + name);
        } finally {
            jedis.close();
        }
    }

（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。

    private static final JedisPool jedisPool;

    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);
        jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig, "127.0.0.1", 6379,
                1000);
    }

    //获取 Jedis对象
    public static Jedis getJedis() {
        return jedisPool.getResource();
    }

（3）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 的集成模块就叫做Spring DataRedis ,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

（4）SpringDataRedis 快速入门

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：
请添加图片描述

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>

配置文件：

spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    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

编写测试

	@Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    public void testString() {
        //插入一条 string类型数据
        redisTemplate.opsForValue().set("name", " 李四 ");
        //读取一条 string类型数据
        Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }

（5）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，默认是采用 JDK 序列化，得到的结果是这样的：
请添加图片描述
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) throws UnknownHostException {
        //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，如图：
请添加图片描述

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 ，会带来额外的内存开销。

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：

	@Autowired(required = false)
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    // JSON工具
    private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
    @Test
    public void testStringTemplate() throws JsonProcessingException {
        //准备对象
        User user = new User(" 虎哥 ", 18);
        //手动序列化
        String json = mapper.writeValueAsString(user);
        //写入一条数据到 redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
        //读取数据
        String val = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
        //反序列化
        User user1 = mapper.readValue(val, User.class);
        System.out.println("user1 = " + user1);
    }