参考资料：黑马Redis教程

一、认识NoSQL

略

二、认识Redis

略

三、安装Redis

大多数企业都是基于Linux服务器来部署项目，而且Redis官方也没有提供Windows版本的安装包。因此课程中我们会基于Linux系统来安装Redis.

此处选择的Linux版本为CentOS 7.

Redis的官方网站地址：https://redis.io/

1. 单机安装Redis

1.1 安装Redis依赖

Redis是基于C语言编写的，因此首先需要安装Redis所需要的gcc依赖：

1	`yum install -y gcc tcl`

1.2 上传安装包并解压

然后将课前资料提供的Redis安装包上传到虚拟机的任意目录：

例如，我放到了/usr/local/src 目录：

解压缩：

1	`tar -zxvf redis-6.2.6.tar.gz`

解压后：

进入redis目录：

1	`cd redis-6.2.6`

运行编译命令：

1	`make && make install`

如果没有出错，应该就安装成功了。

默认的安装路径是在 /usr/local/bin目录下：

该目录以及默认配置到环境变量，因此可以在任意目录下运行这些命令。其中：

redis-cli：是redis提供的命令行客户端
redis-server：是redis的服务端启动脚本
redis-sentinel：是redis的哨兵启动脚本

1.3 启动

redis的启动方式有很多种，例如：

默认启动
指定配置启动
开机自启

1.3.1 默认启动

安装完成后，在任意目录输入redis-server命令即可启动Redis：

1	`redis-server`

如图：

这种启动属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，窗口关闭或者按下CTRL + C则Redis停止。不推荐使用。

1.3.2 指定配置启动

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，就在我们之前解压的redis安装包下（/usr/local/src/redis-6.2.6），名字叫redis.conf：

我们先将这个配置文件备份一份：

1	`cp redis.conf redis.conf.bck`

然后修改redis.conf文件中的一些配置：

# 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

Redis的其它常见配置：

# 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"

启动Redis：

# 进入redis安装目录 
cd /usr/local/src/redis-6.2.6
# 启动
redis-server redis.conf

停止服务：

1
2
3

# 利用redis-cli来执行 shutdown 命令，即可停止 Redis 服务，
# 因为之前配置了密码，因此需要通过 -u 来指定密码
redis-cli -u 123321 shutdown

1.3.3 开机自启

我们也可以通过配置来实现开机自启。

首先，新建一个系统服务文件：

1	`vi /etc/systemd/system/redis.service`

内容如下：

[Unit]
Description=redis-server
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后重载系统服务：

1	`systemctl daemon-reload`

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了：

# 启动
systemctl start redis
# 停止
systemctl stop redis
# 重启
systemctl restart redis
# 查看状态
systemctl status redis

执行下面的命令，可以让redis开机自启：

1	`systemctl enable redis`

2. Redis客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到Redis客户端，包括：

命令行客户端
图形化桌面客户端
编程客户端

2.1 Redis命令行客户端

Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli，使用方式如下：

1	`redis-cli [options] [commonds]`

其中常见的options有：

-h 127.0.0.1：指定要连接的redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1
-p 6379：指定要连接的redis节点的端口，默认是6379
-a 123321：指定redis的访问密码

其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong

不指定commond时，会进入redis-cli的交互控制台：

2.2 图形化桌面客户端

GitHub上的大神编写了Redis的图形化桌面客户端，地址：https://github.com/uglide/RedisDesktopManager

不过该仓库提供的是RedisDesktopManager的源码，并未提供windows安装包。

在下面这个仓库可以找到安装包：https://github.com/lework/RedisDesktopManager-Windows/releases

2.2.1 安装

在课前资料中可以找到Redis的图形化桌面客户端：

解压缩后，运行安装程序即可安装，此处略。

安装完成后，在安装目录下找到rdm.exe文件：

双击即可运行：

2.2.2 建立连接

首先要开放linux里redis的端口，参考：redis开启远程访问，centos7开放端口

开放完端口后重启redis

点击左上角的连接到Redis服务器按钮

在弹出的窗口中填写Redis服务信息：

点击确定后，在左侧菜单会出现链接，点击即可建立连接了：

Redis默认有16个仓库，编号从0至15. 通过配置文件可以设置仓库数量，但是不超过16，并且不能自定义仓库名称。

如果是基于redis-cli连接Redis服务，可以通过select命令来选择数据库：

1 2	`# 选择 0号库 select 0`

四、Redis数据结构

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令

也可以在Redis里使用help命令查询某类命令的具体用法

1	`help @generic`

上述命令就可以查询通用的Redis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，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，有效期到期时该key会被自动删除，建议设置有效期
TTL：查看一个KEY的剩余有效期，-1代表永久有效，-2代表已经被删除

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如输入如下命令

1	`help keys`

会输出

KEYS pattern
summary: Find all keys matching the given pattern
since: 1.0.0
group: generic

其他命令：

flushdb - 删除当前库里所有内容

flushall - 删除所有库里的内容

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：

基本类型：String， Hash，List， Set， SortedSet

特殊类型：GEO，BitMap， HuperLog

1. 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

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

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，格式为：

1	`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。

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：

uuser相关的key：heima:user:1

uproduct相关的key：heima:product:1

可以层级的定义key，如下图所示：

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}

2. 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：

{“id”:1, “name”: “Jack”, “age”: 21}

上面的JSON字符串修改一个属性就得修改整个JSON，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
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

3. 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/BRPOP key time(s)：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

其中关于最后一个命令，这里演示一下，现在users键是没创建的，或者说是空的，在一个终端里输入：

1	`BLPOP users 100`

这是终端会停止不动，等待100s，这期间如果在其他终端向users添加元素，这个终端就会移除并返回列表左侧的第一个元素

思考：

如何利用List结构模拟一个栈? —- 入口和出口在同一边

如何利用List结构模拟一个队列? —- 入口和出口在不同边

如何利用List结构模拟一个阻塞队列? —- 入口和出口在不同边，出队时采用BLPOP或BRPOP

4. 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和key2的并集

5. 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2

五、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. 客户端：Jedis与Letture

后续我们主要还是使用SpringBoot来整合Redis，所以只学习和SpringBoot有关的操作，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，它提供了对不同Redis客户端的整合，这其中主要有这两个客户端：

Jedis：以Redis命令作为方法名称，学习成本低，简单实用。但是Jedis实例是线程不安全的，多线程环境下需要基于连接池来使用
Lettuce：Lettuce是基于Netty实现的，支持同步、异步和响应式编程方式，并且是线程安全的。支持Redis的哨兵模式、集群模式和管道模式。SpringBoot默认使用此客户端

2. springboot整合redis

2.1 整合步骤

springboot整合redis，操作步骤如下：

步骤①：导入springboot整合redis的starter坐标

<!--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>

上述坐标可以在创建模块的时候通过勾选的形式进行选择，归属NoSQL分类中

步骤②：进行基础配置

操作redis，最基本的信息就是操作哪一台redis服务器，所以服务器地址属于基础配置信息，不可缺少。

spring:
  redis:
    host: 192.168.150.101
    port: 6379
    password: 123321
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8
        max-idle: 8
        min-idle: 0
        max-wait: 100ms

步骤③：使用springboot整合redis的专用客户端接口操作，此处使用的是RedisTemplate，后续再讲

springboot整合redis技术提供了多种客户端兼容模式，默认提供的是lettucs客户端技术，也可以根据需要切换成指定客户端技术，例如jedis客户端技术，切换成jedis客户端技术操作步骤如下：

步骤①：导入jedis坐标

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

jedis坐标受springboot管理，无需提供版本号

步骤②：配置客户端技术类型，设置为jedis

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    client-type: jedis

步骤③：根据需要设置对应的配置

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    client-type: jedis
    lettuce:
      pool:
        max-active: 16
    jedis:
      pool:
        max-active: 16

lettcus与jedis区别

jedis连接Redis服务器是直连模式，当多线程模式下使用jedis会存在线程安全问题，解决方案可以通过配置连接池使每个连接专用，这样整体性能就大受影响
lettcus基于Netty框架进行与Redis服务器连接，底层设计中采用StatefulRedisConnection。 StatefulRedisConnection自身是线程安全的，可以保障并发访问安全问题，所以一个连接可以被多线程复用。当然lettcus也支持多连接实例一起工作

2.2 RedisTemplate

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

在上一步完成导入redis坐标、配好设置参数后，我们可以注入RedisTemplate工具类，并对Redis进行操作

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String,Object> redisTemplate;

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

tom

2.3 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，如上文例子中得到的结果是这样的：

它并不会改变原有的name键，而是新建一个序列化的键，值也不是tom，而是序列化后的结果，这就造成了可读性差、内存占用大的问题。因此我们不希望使用JDK序列化，可以使用JSON序列化方式

我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式，在com.itheima.redis.config包下创建RedisConfig文件，自定义RedisTemplate，代码为：

@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：采用String序列化
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // 设置Value的序列化：采用JSON序列化
        template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        // 返回
        return template;
    }
}

使用了这个自定义的RedisTemplate，不使用JDK的序列化，可以提高可读性，但带来的问题是，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（即类的信息太长了）。这就要用到StringRedisTemplate，下文继续介绍

2.4 StringRedisTemplate

为了节省内存空间，实际开发中我们并不会使用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。当真的要存储Java对象时，需要程序员手动完成对象的序列化和反序列化。

我们仍然可以像上文一样自己定义这个RedisTemplate，但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。

在使用时，序列化和反序列化的工具我们可以选择 springmvc 自带的 jackson 序列化工具，或者第三方如 fastJSON 等。

测试代码为：

@SpringBootTest
class RedisStringTests {

    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Test
    void testString() {
        // 写入一条String数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "tom");
        // 获取string数据
        Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println("name = " + name);
    }

    // jackson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("tom", 21);
        // 手动序列化
        String json = mapper.writeValueAsString(user);
        // 写入数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("heima:user:4", json);

        // 获取数据
        String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("heima:user:4");
        // 手动反序列化
        User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
        System.out.println("heima:user:4 = " + user1);
    }

    @Test
    void testHash() {
        stringRedisTemplate.opsForHash().put("heima:user:5", "name", "wynn");
        stringRedisTemplate.opsForHash().put("heima:user:5", "age", "24");

        Map<Object, Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("heima:user:5");
        System.out.println("entries = " + entries);
    }
}

Redis

Redis：01.安装Redis、基本数据结构与Java客户端

http://jswanyu.github.io/2022/05/01/Redis/Redis：01.初识Redis和基本数据结构/

作者

万宇

发布于

2022年5月1日

许可协议

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