Redis学习笔记（基础篇）

学习笔记（基础篇）"/>

Redis学习笔记（基础篇）

目录

• • 1.NoSQL与Redis概述
  • • NoSQL
    • Redis
  • 2.Redis的安装
  • 3.Redis数据结构介绍
  • 4.Redis命令
  • • 4.1.通用命令
    • 4.2.String类型命令
    • • 4.2.1.String类型的常用命令
      • 4.2.2.Key的结构
    • 4.3.Hash类型
    • 4.4.List类型
    • 4.5.Set类型
    • 4.6.SortedSet
  • 5.Redis的Java客户端
  • • 5.1.Jedis
    • • 5.1.1.快速入门
      • 5.1.2.Jedis连接池
    • 5.2.SpringDataRedis客户端
    • • 5.2.1.快速入门
      • • (1)引入依赖
        • (2)配置Redis
        • (3)注入RedisTemplate
        • (4)测试
      • 5.2.2.自定义序列化方式
      • 5.2.3.StringRedisTemplate
      • 补充：5.2.4.RedisTemplate操作Hash

初学，笔记主要参照教程视频，少部分结合了主观理解，不免有错误或不严谨的地方，望各路大神批评指正。谢谢！
感谢黑马程序员。【黑马程序员Redis入门到实战教程】 /?share_source=copy_web&vd_source=7c17f99f17e314542f69fb98e27d45d1

1.NoSQL与Redis概述

NoSQL

SQL: 关系型数据库

NoSQL: 非关系型数据库

差异：

• 关系型：

  • 严格规定了表结构，如 约束 数据类型 等。
  • 表与表之间可能具有一定的关联，如通过外键建立的关联。
  • 查询使用SQL语句，语法固定
  • 事务，满足ACID的特性。

• 非关系型：

  • 对表结构的规定相对不严格，非关系型数据库如 键值型 文档型 列类型 图型 等。

  • 表与表之间没有直接的外键关联，而是单表中通过json嵌套的格式描述了数据间的关系。如：

  • 语法不统一，但相对简单。如 redis get user:1

  • 要么没有事务，要么无法全部满足事务的一致性，只能基本一致。遵循BASE原则

总结：

	SQL	NoSQL
数据结构	结构化	非结构化
数据关联	关联的	无关联的
查询方式	SQL查询	非SQL查询
事务特性	ACID	BASE
存储方式	磁盘（大多）	内存（大多）
扩展性	垂直	水平
使用场景	1）数据结构固定 2）相关业务对数据安全性、一致性要求较高	1）数据结构不固定 2）对一致性、安全性要求不高 3）对性能要求高

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。（Redis6.0的多线程仅应用在网络处理方面，核心仍是单线程）

• 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（定期将内存的数据持久化到磁盘，确保了数据的安全性）

• 支持主从集群（从节点可以备份主节点的数据）、分片集群（可以把数据进行拆分，使用多台节点存储）。

---

2.Redis的安装

Redis的安装与配置

---

3.Redis数据结构介绍

Redis是一个key-value的数据库。key一般是String类型，而value的类型多种多样：

String（字符串）	hello world
Hash（哈希）	{name:“zhangsan”, aeg:21}
List（集合）	[A -> B -> C -> C]
Set（无序不重复集合）	{A, B, C}
SortedSet（有序不重复集合）	{A : 1, B : 2, C : 3}
GEO（地理坐标）	{A: (121.3, 30.5)}
BitMap	0110110101110101011
HyperLog	0110110101110101011

4.Redis命令

学习Redis的操作命令，可以访问Redis官方帮助文档 或 在Redis的命令行中使用**help**命令进行参考学习，如：help @generic #查看通用命令。

打开帮助文档链接可以看到 “Filter by group…” 的下拉框，可见官方把Redis的命令分成了多个组，所以接下来的笔记也将对命令进行分组讲解。

4.1.通用命令

通用命令在官网命令文档中被放在了Generic组中，点击"Filter by group…" 的下拉框，选择Generic，则展示Redis的通用命令。在Redis命令行中可使用help @generic指令查询。

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（生产环境不建议使用）
• 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，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

通过 help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

4.2.String类型命令

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（如 helloworld）
• int：整数类型，可以做自增、自减操作（如 10）
• float：浮点类型，可以做自增、自减操作 （如 3.14）

KEY	VALUE
msg	hello world
num	10
score	3.14

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512MB 。

4.2.1.String类型的常用命令

String的常见命令有：

• 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（负数同理）
• 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

4.2.2.Key的结构

Redis没有类似MySQL中表的概念，我们该如何区分不同类型的key呢？

例如，需要存储用户、商品信息到redis，有一个用户id是1，有一个商品id恰好也是1，此时如果使用id作为key，那就会冲突了，该怎么办？

可以通过给key添加前缀加以区分，不过这个前缀不是随便加的，有一定的规范：

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：

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。这样以来，我们就可以把不同类型的数据区分开了。从而避免了key的冲突问题。

例如我们的项目名称叫 sun，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：sun:user:1

• product相关的key：sun: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：

KEY	VALUE
sun:user:1	{“id”:1, “name”: “ZhangSan”, “age”: 3}
sun:product:1	{“id”:1, “name”: “Iphone”, “price”: 6000}

在Redis的桌面客户端中，还会以相同前缀作为层级结构，让数据看起来层次分明，关系清晰：

4.3.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：

• 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

• 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

4.4.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：

• 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

4.5.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：

• 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

4.6.SortedSet

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。

SortedSet的常见命令有：

• 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
• ZREVRANGE key min max：按照score排序后，倒序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，例如：

• 升序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member

• 降序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

---

5.Redis的Java客户端

Redis官网提供了各种程序语言的客户端：

5.1.Jedis

Jedis官网地址：

5.1.1.快速入门

引入依赖 - 创建Jedis对象 - 建立连接 - 使用Jedis（方法名与redis命令一致） - 释放资源

1. 创建工程&模块

2. 引入依赖

   <!--jedis-->
   <dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>3.7.0</version>
   </dependency>
   <!--单元测试-->
   <dependency><groupId>org.junit.jupiter</groupId><artifactId>junit-jupiter</artifactId><version>5.7.0</version><scope>test</scope>
   </dependency>
   

3. 建立连接、测试、释放资源

   package com.sun.test;import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
   import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
   import org.junit.jupiter.api.Test;
   import redis.clients.jedis.Jedis;import java.util.Map;public class JedisTest {private Jedis jedis; //创建Jedis对象@BeforeEachvoid setUp(){// 1.建立连接jedis = new Jedis("192.168.145.138",6379);// 2.设置密码jedis.auth("000000");// 3.选择库jedis.select(0);}@Testvoid testString() {// 存入数据String result = jedis.set("name", "zhangsan");System.out.println("result:" + result);// 取出数据String name = jedis.get("name");System.out.println("name:" + name);}@Testvoid testHash() {// 插入Hash数据jedis.hset("user:1","name","Jack");jedis.hset("user:1","age","20");// 获取Hash数据Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");System.out.println(map);}// 释放资源@AfterEachvoid tearDown(){if (jedis != null){jedis.close();}}
   }
   

5.1.2.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，因此推荐使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式。

package com.sum.jedis.utils;import redis.clients.jedis.*;public class JedisConnectionFactory {private static JedisPool jedisPool;static{// 配置连接池JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();poolConfig.setMaxTotal(8);   // 最大连接数poolConfig.setMaxIdle(8);    // 最大空闲连接poolConfig.setMinIdle(0);      // 最小空闲连接poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);  // 当连接池没有连接可用时，等待的时间// 创建连接池对象jedisPool = new JedisPool(poolConfig,"192.168.145.138",6379,1000,"000000");}public static Jedis getJedis(){return jedisPool.getResource();}
}

package com.sun.test;import ...;import java.util.Map;public class JedisTest {private Jedis jedis;@BeforeEachvoid setUp(){// 1.建立连接
//        jedis = new Jedis("192.168.145.138",6379);jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();   // 使用连接池建立连接// 2.设置密码jedis.auth("000000");// 3.选择库jedis.select(0);}@Testvoid testHash() {// 插入Hash数据jedis.hset("user:1","name","Jack");jedis.hset("user:1","age","20");// 获取Hash数据Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");System.out.println(map);}@AfterEachvoid tearDown(){if (jedis != null){jedis.close();  //该方法能自动判断时对象还是连接池，如果是连接池只是归还资源，而非销毁}}
}

5.2.SpringDataRedis客户端

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：/

• 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：

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	造作Set类型数据
redisTemplate.opsForZSet()	ZSetOperations	操作SortedSet类型数据
redisTemplate		通用的命令

5.2.1.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maven项目，然后按照下面步骤执行：

(1)引入依赖

 		<!--redis依赖--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><!--common-pool--><dependency><groupId>org.apachemons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId></dependency><!--Jackson依赖--><dependency><groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId><artifactId>jackson-databind</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency>

(2)配置Redis

#IP
spring.redis.host=192.168.145.138
#Redis服务器连接端口
spring.redis.port=6379
#Redis服务器连接密码（默认为空）
spring.redis.password=000000
#连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
spring.redis.pool.max-active=8
#连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
spring.redis.pool.max-wait=-1
#连接池中的最大空闲连接
spring.redis.pool.max-idle=8
#连接池中的最小空闲连接
spring.redis.pool.min-idle=0
#连接超时时间（毫秒）
spring.redis.timeout=30000

(3)注入RedisTemplate

@SpringBootTest
class RedisStringTests {//@Autowired  教程使用@Autowired，我使用报错，改用@Resource解决，原因不详@Resourceprivate RedisTemplate redisTemplate;
}

(4)测试

import...
@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {@Resourceprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testvoid testString() {// 写入一条String数据redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");// 获取string数据Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");System.out.println("name = " + name);}
}
// 打印结果：name = 虎哥

5.2.2.自定义序列化方式

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。如上面的测试代码redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥"); 得到的结果是这样的:

导致可读性差和占用空间较大。

我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式，如下：

package com.sun.redis.config;import ...@Configuration
public class RedisConfig {@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){// 创建RedisTemplate对象RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();// 设置连接工厂template.setConnectionFactory(connectionFactory);// 创建JSON序列化工具GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();// 设置Key的序列化template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());// 设置Value的序列化template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);// 返回return template;}
}

测试：

package com.sun.redis.pojo;
import ...
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class User {private String name;private Integer age;
}

package com.sun.redis.config;
import ...
@Configuration
public class RedisConfig {@Beanpublic RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){// 创建RedisTemplate对象RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();// 设置连接工厂template.setConnectionFactory(connectionFactory);// 创建JSON序列化工具GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();// 设置Key的序列化template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());// 设置Value的序列化template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);// 返回return template;}
}

package com.sun;
import ...
@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {@Resourceprivate RedisTemplate<String,Object> redisTemplate;@Testvoid testUser(){// 写入一条String数据redisTemplate.opsForValue().set("user:1", new User("小亮",20));// 获取string数据Object o = (User)redisTemplate.opsForValue().get("user:1");System.out.println("o = " + o);}
}
// 打印：o = User(name=小亮, age=20)

整体可读性有了很大提升，并且能将Java对象自动的序列化为JSON字符串，并且查询时能自动把JSON反序列化为Java对象。

不过，其中记录了序列化时对应的class名称，目的是为了查询时实现自动反序列化。这会带来额外的内存开销。

5.2.3.StringRedisTemplate

为了节省内存空间，我们可以不使用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。

因为存入和读取时的序列化及反序列化都是我们自己实现的，SpringDataRedis就不会将class信息写入Redis了。

这种用法比较普遍，因此SpringDataRedis就提供了RedisTemplate的子类：StringRedisTemplate，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的序列化方式的步骤，而是直接使用：

import ...
@SpringBootTest
public class RedisStringTest {@Resourceprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;@Testvoid testString() {// 写入一条String数据stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");// 获取string数据Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");System.out.println("name = " + name);}private static final ObjectMapper objectmapper = new ObjectMapper();@Testvoid testUser() throws JsonProcessingException {// 创建对象User user = new User("小亮",20);// 手动序列化String json = objectmapper.writeValueAsString(user);// 写入一条String数据stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:1",json);// 获取string数据String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:1");// 手动反序列化User user1 = objectmapper.readValue(jsonUser, User.class);System.out.println("user1: " + user1);}
}

补充：5.2.4.RedisTemplate操作Hash

RedisTemplate中操作Hash的API和实际命令有出入。

@Test
void testHash(){// 存stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:2","name","刀哥");stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:2","age","22");// 取Map<Object, Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:2"); // 取出所有键值对System.out.println("entries:" + entries);  // entries:{name=刀哥, age=22}}