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技术 java

【黑马点评|项目日记】第一天 Redis快速入门

我不是Administrator
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2025-05-07 / 0 评论 / 3 点赞 / 64 阅读 / 0 字
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部分素材来自网络，若不小心影响到您的利益，请联系我们删除。

在苍穹外卖时初步学习了Redis的一些基本知识和使用方法，这篇可以作为一个复习

1.初识Redis

1.1.Redis简介

Redis全称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

这里的重点是：

  • 键值型

  • NoSQL

键值型很好理解，也就是以key-value形式存储在内存中

1.2.NoSQL简介

NoSQL也就是非关系型数据库，和我们学习的关系型数据库如MySQL，SQL Server等不同，主要体现在：

  1. 结构化和非结构化
    NoSQL对数据库格式没有严格约束，往往形式松散，自由，而关系型数据库则相反，有着各种约束

  2. 关联和非关联
    NoSQL中不存在关联关系，维护关系靠代码的业务逻辑或者数据之间的耦合

  3. 查询的方式
    不同NoSQL查询语句五花八门

  4. 事务
    不能严格保证ACID，只能实现基本的一致性

总结

  • 存储方式

    • 关系型数据库基于磁盘进行存储，会有大量的磁盘IO，对性能有一定影响

    • 非关系型数据库，他们的操作更多的是依赖于内存来操作，内存的读写速度会非常快，性能自然会好一些

  • 扩展性

    • 关系型数据库集群模式一般是主从，主从数据一致，起到数据备份的作用，称为垂直扩展。

    • 非关系型数据库可以将数据拆分，存储在不同机器上，可以保存海量数据，解决内存大小有限的问题。称为水平扩展。

    • 关系型数据库因为表之间存在关联关系，如果做水平扩展会给数据查询带来很多麻烦

1.3.安装Redis

Redis官方原生设计主要针对 ​​Linux/Unix​​ 系统，因此没有官方的Windows版本，但微软开源了3.x版本的（现在最新版本已经到8.0了），因此Windows版本只适合开发/测试，在生产环境下都是使用Linux的

具体的安装教程就不赘述了，推荐查看：

https://www.runoob.com/redis/redis-install.html

1.4.Redis桌面客户端

名称

特点

下载地址

​​RedisInsight​​ (官方推荐)

官方出品，支持可视化操作/监控/慢查询分析/CLI

https://redis.io/insight/

​​Another Redis Desktop Manager​​

开源免费，响应快，支持集群/SSH隧道

GitHub

​​Medis​​ (macOS优化)

专为mac设计，开源免费，界面简洁

这里我使用的是Another Redis Desktop Manager​

Redis配置

redis.conf

# 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 123321

其他的一些

# 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"

2.Redis常见命令

key-value中key一般是一个字符串，而value的数据类型多种多样

2.1.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

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

# 查看keys命令的帮助信息：
127.0.0.1:6379> help keys
​
KEYS pattern
summary: Find all keys matching the given pattern
since: 1.0.0
group: generic

2.2.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.

2.2.1.String的常见命令

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

  • 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

2.2.2.Key结构

Redis没有类似MySQL中的Table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？

我们可以通过给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。这样一来，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 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：

KEY

VALUE

heima:user:1

{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}

heima:product:1

{"id":1, "name": "小米11", "price": 4999}

并且，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：

2.3.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。

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：

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

2.4.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

2.5.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

例如两个集合：s1和s2:

求交集：SINTER s1 s2

求s1与s2的不同：SDIFF s1 s2

练习：

  1. 将下列数据用Redis的Set集合来存储：

  • 张三的好友有：李四、王五、赵六

  • 李四的好友有：王五、麻子、二狗

  1. 利用Set的命令实现下列功能：

  • 计算张三的好友有几人

  • 计算张三和李四有哪些共同好友

  • 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

  • 查询张三和李四的好友总共有哪些人

  • 判断李四是否是张三的好友

  • 判断张三是否是李四的好友

  • 将李四从张三的好友列表中移除

2.6.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。

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

  • 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

练习题：

将班级的下列学生得分存入Redis的SortedSet中：

Jack 85, Lucy 89, Rose 82, Tom 95, Jerry 78, Amy 92, Miles 76

并实现下列功能：

  • 删除Tom同学

  • 获取Amy同学的分数

  • 获取Rose同学的排名

  • 查询80分以下有几个学生

  • 给Amy同学加2分

  • 查出成绩前3名的同学

  • 查出成绩80分以下的所有同学

3.Redis的Java客户端

常见的包括：

  • Jedis和Lettuce：这两个主要是提供了Redis命令对应的API，方便我们操作Redis，而SpringDataRedis又对这两种做了抽象和封装，因此我们后期会直接以SpringDataRedis来学习。

  • Redisson：是在Redis基础上实现了分布式的可伸缩的java数据结构，例如Map、Queue等，而且支持跨进程的同步机制：Lock、Semaphore等待，比较适合用来实现特殊的功能需求。

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：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：

3.2.1.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

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.5.7</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.heima</groupId>
    <artifactId>redis-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>redis-demo</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <!--redis依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <!--common-pool-->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</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>
    </dependencies>
​
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <excludes>
                        <exclude>
                            <groupId>org.projectlombok</groupId>
                            <artifactId>lombok</artifactId>
                        </exclude>
                    </excludes>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
​
</project>

2）配置Redis

spring:

3）注入RedisTemplate

因为有了SpringBoot的自动装配，我们可以拿来就用：

@SpringBootTest
class RedisStringTests {
​
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
}

4）编写测试

@SpringBootTest
class RedisStringTests {
​
    @Autowired
    private RedisTemplate edisTemplate;
​
    @Test
    void testString() {
        // 写入一条String数据
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
        // 获取string数据
        Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }
}

3.2.2.自定义序列化

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：

@Configuration
public class RedisConfig {
​
    @Bean
    public 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;
    }
}

这里采用了JSON序列化来代替默认的JDK序列化方式。最终结果如图：

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。

3.2.3.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：

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
// JSON序列化工具
private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
​
@Test
void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
    // 创建对象
    User user = new User("虎哥", 21);
    // 手动序列化
    String json = mapper.writeValueAsString(user);
    // 写入数据
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
​
    // 获取数据
    String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
    // 手动反序列化
    User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
    System.out.println("user1 = " + user1);
}
​


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Redis
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