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Redis基础

时间：2024-09-24 09:50:06浏览次数：6  
标签：String Redis 基础 key 类型 序列化 redisTemplate

Redis基础

一、认识Redis

1. Redis简述

NoSQL（Not Only SQL）：意即“不仅仅是SQL”，是一项全新的数据库理念，泛指非关系型的数据库。

Redis（Remote Dictionary Service）：远程词典服务器，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、IO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. key的层级结构

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

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

KEY VALUE
blog : server : user : id 
{
"id": 1,
"name": "Jack",
"age": 21
}

3. Redis的数据类型

Key一般是String类型，value类型多种多样：image-20240916095846935

String类型，也就是字符串类型，时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

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，，类似与java中的HashMap结构

String类型是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某些字段时很不方便：

KEY VALUE
blog : server : user : id 
{
"name": "Jack",
"age": 21
}

Hash结构可以将对象中的每个字段单独存储，可以针对单个字段做CRUD：

KEY VALUE
filed value
blog : server: user : 1 name Jack
age 21

Redis中的List类型与java中的LinkedList类似，可以看成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、评论列表等等。

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

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具有下列特性：

  • 可排序
  • 元素不重复
  • 查询速度快

因此SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

二、Redis命令

  1. redis通用命令（部分数据类型的，都可以使用的指令）：
  • KEYS：查看符合模板的所有的key，不建议在生产环境设备上使用
  • 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（默认永久），有效期到期时key会自动删除
  • TTL：查看一个key的剩余有效期（-1为永久）

通过help[command]可以查看一个命令的具体用法、

  1. String类型常见命令
  • SET：添加或修改一个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
  • INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
  • SETNX：天机一个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，并指定有效期
  1. Hash类型的常见命令
  • HSET key field value：添加或修改hash类型的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类型的key的field的值
  • HMGET：批量获取多个hash类型的key的field的值
  • HFETALL：获取一个hash类型的key中所有的field和value
  • HKEYS：获取一个类型的key中的所有的field
  • HVALS：获取一个hash类型的key中所有的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key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行
  1. 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POP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指令时间，而不是直接返回nil
  1. 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与key2的并集
  1. 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sored set中的一个指定元素
  • ZSCORE key member：获取sored set中的指定元素的score值
  • ZRANK key member：获取sored set中的指定元素的排名
  • ZCARD key：获取sored 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sored 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Z后面添加REV即可

三、Redis的java客户端

推荐的redis的java客户端

redis官网：redis官网

1. Jedis

Jedis的基本使用步骤

Jedis官网：Jedis官网

  1. 引入依赖：
   <dependency>
       <groupId>redis,clients</groupId>
       <artifactId>Jedis<artifactId>
       <version>3.7.0</version>
   </dependency>
  1. 建立连接
private Jedis jedis;

@BeforeEach
void setUp() {
    //建立连接
    jedis = new Jedis("192.168.150.101", 6379);	//改成自己的对应的ip地址
    //设置密码
    jedis.auth("123321");
    //选择库(0-11)
    jedis.select(0);
}
  1. 测试string
@Test
void testString() {
    //插入数据，方法名称就是redis命令名称
    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);
}
  1. 释放资源
@AfterEach
void tearDown() {
    //释放资源
    if(jetis != null) {
        jedis.close;
    }
}

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，因此推荐使用Jedis连接池代替jedis的直连方式。

public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;
    
    static {
        JedisPoolConfig jedisPoollConfig = new JedisPoolConfig();
        // 最大连接
        jedisPoolConfig.setMaxTotall(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, "192.168.150.101", 6379, 1000, "123321"); // 改成自己对应的ip地址
    }
    // 获取Jedis对象
    public static Jedis getJedis() {
        return jedisPool.getResource();
    }
}

注意：建立连接中的 jedis = new Jedis("192.168.150.101", 6379);

改成 jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();

2. 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的继承模块叫做SpringDataRedis，官网地址：官网

  • 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对象的数据序列化和反序列化
  • 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封装到不同的类型中：

API 返回值类型 说明
redisTemplate.opsForValue() ValueOperations 操作string类型数据
redisTemplate.opsForHash() HashOperations 操作Hash类型数据
redisTemplate.opsForList() ListOperations 操作List类型数据
redisTemplate.opsForSet() SetOperations 操作Set类型数据
redisTemplate.opsForZSet() ZSetOperations 操作SortedSet类型数据
redisTemplate 通用命令

SpringDataRedis的使用步骤：

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持

  1. 引入spring-boot-starter-data-redis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>
  1. 在appplication.yml配置Redis信息
spring:
	redis:
		host:192.168.150.101
        port:6379
        password:123321
        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
  1. 注入RedisTemplate
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
  1. 编写测试
@SpringBootTest
public class RedisTest {
    
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    
    @Test
    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);
    }
}

SpringDataRedis的序列化方式

RedisTemplate可以接收任意Object作为值写入Redis，只不过是写入前会把Object序列化为字节码形式，默认采用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

采用自定义的JSON序列化方式（不建议）

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) throw UnknowHostException {
    // 创建Template
    RedisTemplate<String, Object> redisTemp = 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);
    redisTempkate.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
    return redisTemplate;
}

注入RedisTemplate中的 private RedisTemplate redisTemplate;

改成 private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

3. StringRedisTemplate

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：

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RedisTamplate的过程：

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
// JSON 工具
private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
@Test
void testStringTemplate() throws JsonProcessingException {
    // 准备对象
    User user = new User("老王", 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);
}

RedisTemplate的两种序列化实践方案：
方案一：

  1. 自定义RedisTemplate

  2. 修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer

    缺点：占用内存 空间

方案二：

  1. 使用StringRedisTemplate

  2. 写入Redis时，手动把对象序列化成JSON

  3. 读取Redis时，手动把读取到的JSON反序列化为对象

    缺点：需手动序列化和反序列化

标签：String,Redis,基础,key,类型,序列化,redisTemplate
From： https://www.cnblogs.com/kin-wel/p/18428441

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