Redis学习从入门到掌握（基础篇）

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
  

（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：

@Testpublic 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， msjedisPoolConfig.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：

• 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: 127.0.0.1port: 6379lettuce: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

	@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testpublic 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：

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：

    @Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {//创建 TemplateRedisTemplate<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：

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();@Testpublic 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 redisstringRedisTemplate.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);}