Redis基礎課程講義

2022 年 7 月 16 日
筆記
Redis

Redis基礎

課程內容

Redis入門
Redis數據類型
Redis常用命令
在Java中操作Redis

1. 前言

1.1 什麼是Redis

Redis是一個基於記憶體的key-value結構資料庫。Redis 是互聯網技術領域使用最為廣泛的存儲中間件，它是「Remote Dictionary Service」的首字母縮寫，也就是「遠程字典服務」。

基於記憶體存儲，讀寫性能高

適合存儲熱點數據（熱點商品、資訊、新聞）

企業應用廣泛

1.2 使用Redis能做什麼

數據快取
消息隊列
註冊中心
發布訂閱

2. Redis入門

2.1 Redis簡介

Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache, and message broker. 翻譯為：Redis是一個開源的記憶體中的數據結構存儲系統，它可以用作：資料庫、快取和消息中間件。

官網：//redis.io

Redis是用C語言開發的一個開源的高性能鍵值對(key-value)資料庫，官方提供的數據是可以達到100000+的QPS（每秒內查詢次數）。它存儲的value類型比較豐富，也被稱為結構化的NoSql資料庫。

NoSql（Not Only SQL），不僅僅是SQL，泛指非關係型資料庫。NoSql資料庫並不是要取代關係型資料庫，而是關係型資料庫的補充。

關係型資料庫(RDBMS)：

Mysql
Oracle
DB2
SQLServer

非關係型資料庫(NoSql)：

Redis
Mongo db
MemCached

2.2 Redis下載與安裝

2.2.1 Redis下載

Redis安裝包分為windows版和Linux版：

Windows版下載地址：//github.com/microsoftarchive/redis/releases
Linux版下載地址： //download.redis.io/releases/

下載後得到下面安裝包：

2.2.2 Redis安裝

1）在Linux中安裝Redis

在Linux系統安裝Redis步驟：

將Redis安裝包上傳到Linux
解壓安裝包，命令：tar -zxvf redis-4.0.0.tar.gz -C /usr/local
安裝Redis的依賴環境gcc，命令：yum install gcc-c++
進入/usr/local/redis-4.0.0，進行編譯，命令：make
進入redis的src目錄進行安裝，命令：make install

安裝後重點文件說明：

/usr/local/redis-4.0.0/src/redis-server：Redis服務啟動腳本

/usr/local/redis-4.0.0/src/redis-cli：Redis客戶端腳本

/usr/local/redis-4.0.0/redis.conf：Redis配置文件

2）在Windows中安裝Redis

Redis的Windows版屬於綠色軟體，直接解壓即可使用，解壓後目錄結構如下：

2.3 Redis服務啟動與停止

1）Linux系統中啟動和停止Redis

執行Redis服務啟動腳本文件redis-server：

通過啟動日誌可以看到，Redis默認埠號為6379。

Ctrl + C停止Redis服務

通過redis-cli可以連接到本地的Redis服務，默認情況下不需要認證即可連接成功。

退出客戶端可以輸入exit或者quit命令。

2）Windows系統中啟動和停止Redis

Windows系統中啟動Redis，直接雙擊redis-server.exe即可啟動Redis服務，redis服務默認埠號為6379

Ctrl + C停止Redis服務

雙擊redis-cli.exe即可啟動Redis客戶端，默認連接的是本地的Redis服務，而且不需要認證即可連接成功。

退出客戶端可以輸入exit或者quit命令。

2.4 Redis配置文件

前面我們已經啟動了Redis服務，默認情況下Redis啟動後是在前台運行，而且客戶端不需要密碼就可以連接到Redis服務。如果我們希望Redis服務啟動後是在後台運行，同時希望客戶端認證通過後才能連接到Redis服務，應該如果做呢？

此時就需要修改Redis的配置文件：

Linux系統中Redis配置文件：REDIS_HOME/redis.conf
Windows系統中Redis配置文件：REDIS_HOME/redis.windows.conf

通過修改Redis配置文件可以進行如下配置：

1）設置Redis服務後台運行

將配置文件中的daemonize配置項改為yes，默認值為no。

注意：Windows版的Redis不支援後台運行。

2）設置Redis服務密碼

將配置文件中的 # requirepass foobared 配置項取消注釋，默認為注釋狀態。foobared為密碼，可以根據情況自己指定。

3）設置允許客戶端遠程連接Redis服務

Redis服務默認只能客戶端本地連接，不允許客戶端遠程連接。將配置文件中的 bind 127.0.0.1 配置項注釋掉。

解釋說明：

Redis配置文件中 # 表示注釋

Redis配置文件中的配置項前面不能有空格，需要頂格寫

daemonize：用來指定redis是否要用守護執行緒的方式啟動，設置成yes時，代表開啟守護進程模式。在該模式下，redis會在後台運行

requirepass：設置Redis的連接密碼

bind：如果指定了bind，則說明只允許來自指定網卡的Redis請求。如果沒有指定，就說明可以接受來自任意一個網卡的Redis請求。

注意：修改配置文件後需要重啟Redis服務配置才能生效，並且啟動Redis服務時需要顯示的指定配置文件：

1）Linux中啟動Redis服務

# 進入Redis安裝目錄
cd /usr/local/redis-4.0.0
# 啟動Redis服務，指定使用的配置文件
./src/redis-server ./redis.conf

2）Windows中啟動Redis服務

由於Redis配置文件中開啟了認證校驗，即客戶端連接時需要提供密碼，此時客戶端連接方式變為：

解釋說明：

-h：指定連接的Redis服務的ip地址

-p：指定連接的Redis服務的埠號

-a：指定連接的Redis服務的密碼

3. Redis數據類型

3.1 介紹

Redis存儲的是key-value結構的數據，其中key是字元串類型，value有5種常用的數據類型：

字元串 string
哈希 hash
列表 list
集合 set
有序集合 sorted set / zset

3.2 Redis 5種常用數據類型

解釋說明：

字元串(string)：普通字元串，常用

哈希(hash)：適合存儲對象

列表(list)：按照插入順序排序，可以有重複元素

集合(set)：無序集合，沒有重複元素

有序集合(sorted set / zset)：集合中每個元素關聯一個分數（score），根據分數升序排序，沒有重複元素

4. Redis常用命令

4.1 字元串string操作命令

Redis 中字元串類型常用命令：

SET key value 設置指定key的值
GET key 獲取指定key的值
SETEX key seconds value 設置指定key的值，並將 key 的過期時間設為 seconds 秒
SETNX key value 只有在 key 不存在時設置 key 的值

更多命令可以參考Redis中文網：//www.redis.net.cn

4.2 哈希hash操作命令

Redis hash 是一個string類型的 field 和 value 的映射表，hash特別適合用於存儲對象，常用命令：

HSET key field value 將哈希表 key 中的欄位 field 的值設為 value
HGET key field 獲取存儲在哈希表中指定欄位的值
HDEL key field 刪除存儲在哈希表中的指定欄位
HKEYS key 獲取哈希表中所有欄位
HVALS key 獲取哈希表中所有值
HGETALL key 獲取在哈希表中指定 key 的所有欄位和值

4.3 列表list操作命令

Redis 列表是簡單的字元串列表，按照插入順序排序，常用命令：

LPUSH key value1 [value2] 將一個或多個值插入到列表頭部
LRANGE key start stop 獲取列表指定範圍內的元素
RPOP key 移除並獲取列表最後一個元素
LLEN key 獲取列表長度
BRPOP key1 [key2 ] timeout 移出並獲取列表的最後一個元素，如果列表沒有元素會阻塞列表直到等待超時或發現可彈出元素為止

4.4 集合set操作命令

Redis set 是string類型的無序集合。集合成員是唯一的，這就意味著集合中不能出現重複的數據，常用命令：

SADD key member1 [member2] 向集合添加一個或多個成員
SMEMBERS key 返回集合中的所有成員
SCARD key 獲取集合的成員數
SINTER key1 [key2] 返回給定所有集合的交集
SUNION key1 [key2] 返回所有給定集合的並集
SDIFF key1 [key2] 返回給定所有集合的差集
SREM key member1 [member2] 移除集合中一個或多個成員

4.5 有序集合sorted set操作命令

Redis sorted set 有序集合是 string 類型元素的集合，且不允許重複的成員。每個元素都會關聯一個double類型的分數(score) 。redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大排序。有序集合的成員是唯一的，但分數卻可以重複。

常用命令：

ZADD key score1 member1 [score2 member2] 向有序集合添加一個或多個成員，或者更新已存在成員的分數
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 通過索引區間返回有序集合中指定區間內的成員
ZINCRBY key increment member 有序集合中對指定成員的分數加上增量 increment
ZREM key member [member …] 移除有序集合中的一個或多個成員

4.6 通用命令

Redis中的通用命令，主要是針對key進行操作的相關命令：

KEYS pattern 查找所有符合給定模式( pattern)的 key
EXISTS key 檢查給定 key 是否存在
TYPE key 返回 key 所儲存的值的類型
TTL key 返回給定 key 的剩餘生存時間(TTL, time to live)，以秒為單位
DEL key 該命令用於在 key 存在是刪除 key

5. 在Java中操作Redis

5.1 介紹

前面我們講解了Redis的常用命令，這些命令是我們操作Redis的基礎，那麼我們在java程式中應該如何操作Redis呢？這就需要使用Redis的Java客戶端，就如同我們使用JDBC操作MySQL資料庫一樣。

Redis 的 Java 客戶端很多，官方推薦的有三種：

Jedis
Lettuce
Redisson

Spring 對 Redis 客戶端進行了整合，提供了 Spring Data Redis，在Spring Boot項目中還提供了對應的Starter，即 spring-boot-starter-data-redis。

5.2 Jedis

Jedis 是 Redis 的 Java 版本的客戶端實現。

maven坐標：

<dependency>
	<groupId>redis.clients</groupId>
	<artifactId>jedis</artifactId>
	<version>2.8.0</version>
</dependency>

使用 Jedis 操作 Redis 的步驟：

獲取連接
執行操作
關閉連接

示例程式碼：

package com.cy.test;

import org.junit.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.Set;

/**
 * 使用Jedis操作Redis
 */
public class JedisTest {

    @Test
    public void testRedis(){
        //1 獲取連接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
        
        //2 執行具體的操作
        jedis.set("username","xiaoming");

        String value = jedis.get("username");
        System.out.println(value);

        //jedis.del("username");

        jedis.hset("myhash","addr","bj");
        String hValue = jedis.hget("myhash", "addr");
        System.out.println(hValue);

        Set<String> keys = jedis.keys("*");
        for (String key : keys) {
            System.out.println(key);
        }

        //3 關閉連接
        jedis.close();
    }
}

5.3 Spring Data Redis

5.3.1 介紹

Spring Data Redis 是 Spring 的一部分，提供了在 Spring 應用中通過簡單的配置就可以訪問 Redis 服務，對 Redis 底層開發包進行了高度封裝。在 Spring 項目中，可以使用Spring Data Redis來簡化 Redis 操作。

網址：//spring.io/projects/spring-data-redis

maven坐標：

<dependency>
	<groupId>org.springframework.data</groupId>
	<artifactId>spring-data-redis</artifactId>
	<version>2.4.8</version>
</dependency>

Spring Boot提供了對應的Starter，maven坐標：

<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

Spring Data Redis中提供了一個高度封裝的類：RedisTemplate，針對 Jedis 客戶端中大量api進行了歸類封裝,將同一類型操作封裝為operation介面，具體分類如下：

ValueOperations：簡單K-V操作
SetOperations：set類型數據操作
ZSetOperations：zset類型數據操作
HashOperations：針對hash類型的數據操作
ListOperations：針對list類型的數據操作

5.3.2 使用方式

5.3.2.1 環境搭建

第一步：創建maven項目springdataredis_demo，配置pom.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="//maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="//www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="//maven.apache.org/POM/4.0.0 //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>2.4.5</version>
        <relativePath/>
    </parent>
    <groupId>com.cy</groupId>
    <artifactId>springdataredis_demo</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
                <version>2.4.5</version>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

第二步：編寫啟動類

package com.cy;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class App {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(App.class,args);
    }

}

第三步：配置application.yml

spring:
  application:
    name: springdataredis_demo
  #Redis相關配置
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    #password: 123456
    database: 0 #操作的是0號資料庫
    jedis:
      #Redis連接池配置
      pool:
        max-active: 8 #最大連接數
        max-wait: 1ms #連接池最大阻塞等待時間
        max-idle: 4 #連接池中的最大空閑連接
        min-idle: 0 #連接池中的最小空閑連接

解釋說明：

spring.redis.database：指定使用Redis的哪個資料庫，Redis服務啟動後默認有16個資料庫，編號分別是從0到15。

可以通過修改Redis配置文件來指定資料庫的數量。

第四步：提供配置類

package com.cy.config;

import org.springframework.cache.annotation.CachingConfigurerSupport;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

/**
 * Redis配置類
 */
@Configuration
public class RedisConfig extends CachingConfigurerSupport {

    @Bean
    public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {

        RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();

        //默認的Key序列化器為：JdkSerializationRedisSerializer
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());

        redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);

        return redisTemplate;
    }

}

解釋說明：

當前配置類不是必須的，因為 Spring Boot 框架會自動裝配 RedisTemplate 對象，但是默認的key序列化器為JdkSerializationRedisSerializer，導致我們存到Redis中後的數據和原始數據有差別

第五步：提供測試類

package com.cy.test;

import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class SpringDataRedisTest {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    
}

5.3.2.2 操作字元串類型數據

/**
 * 操作String類型數據
*/
@Test
public void testString(){
    //存值
    redisTemplate.opsForValue().set("city123","beijing");

    //取值
    String value = (String) redisTemplate.opsForValue().get("city123");
    System.out.println(value);

    //存值，同時設置過期時間
    redisTemplate.opsForValue().set("key1","value1",10l, TimeUnit.SECONDS);

    //存值，如果存在則不執行任何操作
    Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("city1234", "nanjing");
    System.out.println(aBoolean);
}

5.3.2.3 操作哈希類型數據

/**
 * 操作Hash類型數據
*/
@Test
public void testHash(){
    HashOperations hashOperations = redisTemplate.opsForHash();

    //存值
    hashOperations.put("002","name","xiaoming");
    hashOperations.put("002","age","20");
    hashOperations.put("002","address","bj");

    //取值
    String age = (String) hashOperations.get("002", "age");
    System.out.println(age);

    //獲得hash結構中的所有欄位
    Set keys = hashOperations.keys("002");
    for (Object key : keys) {
        System.out.println(key);
    }

    //獲得hash結構中的所有值
    List values = hashOperations.values("002");
    for (Object value : values) {
        System.out.println(value);
    }
}

5.3.2.4 操作列表類型數據

/**
 * 操作List類型的數據
*/
@Test
public void testList(){
    ListOperations listOperations = redisTemplate.opsForList();

    //存值
    listOperations.leftPush("mylist","a");
    listOperations.leftPushAll("mylist","b","c","d");

    //取值
    List<String> mylist = listOperations.range("mylist", 0, -1);
    for (String value : mylist) {
        System.out.println(value);
    }

    //獲得列表長度 llen
    Long size = listOperations.size("mylist");
    int lSize = size.intValue();
    for (int i = 0; i < lSize; i++) {
        //出隊列
        String element = (String) listOperations.rightPop("mylist");
        System.out.println(element);
    }
}

5.3.2.5 操作集合類型數據

/**
 * 操作Set類型的數據
*/
@Test
public void testSet(){
    SetOperations setOperations = redisTemplate.opsForSet();

    //存值
    setOperations.add("myset","a","b","c","a");

    //取值
    Set<String> myset = setOperations.members("myset");
    for (String o : myset) {
        System.out.println(o);
    }

    //刪除成員
    setOperations.remove("myset","a","b");

    //取值
    myset = setOperations.members("myset");
    for (String o : myset) {
        System.out.println(o);
    }

}

5.3.2.6 操作有序集合類型數據

/**
 * 操作ZSet類型的數據
*/
@Test
public void testZset(){
    ZSetOperations zSetOperations = redisTemplate.opsForZSet();

    //存值
    zSetOperations.add("myZset","a",10.0);
    zSetOperations.add("myZset","b",11.0);
    zSetOperations.add("myZset","c",12.0);
    zSetOperations.add("myZset","a",13.0);

    //取值
    Set<String> myZset = zSetOperations.range("myZset", 0, -1);
    for (String s : myZset) {
        System.out.println(s);
    }

    //修改分數
    zSetOperations.incrementScore("myZset","b",20.0);

    //取值
    myZset = zSetOperations.range("myZset", 0, -1);
    for (String s : myZset) {
        System.out.println(s);
    }

    //刪除成員
    zSetOperations.remove("myZset","a","b");

    //取值
    myZset = zSetOperations.range("myZset", 0, -1);
    for (String s : myZset) {
        System.out.println(s);
    }
}

5.3.2.7 通用操作

/**
 * 通用操作，針對不同的數據類型都可以操作
*/
@Test
public void testCommon(){
    //獲取Redis中所有的key
    Set<String> keys = redisTemplate.keys("*");
    for (String key : keys) {
        System.out.println(key);
    }

    //判斷某個key是否存在
    Boolean cy = redisTemplate.hasKey("cy");
    System.out.println(cy);

    //刪除指定key
    redisTemplate.delete("myZset");

    //獲取指定key對應的value的數據類型
    DataType dataType = redisTemplate.type("myset");
    System.out.println(dataType.name());

}

Tags: Redis

Redis基礎課程講義

Redis基礎

課程內容

1. 前言

1.1 什麼是Redis

1.2 使用Redis能做什麼

2. Redis入門

2.1 Redis簡介

2.2 Redis下載與安裝

2.2.1 Redis下載

2.2.2 Redis安裝

2.3 Redis服務啟動與停止

2.4 Redis配置文件

3. Redis數據類型

3.1 介紹

3.2 Redis 5種常用數據類型

4. Redis常用命令

4.1 字元串string操作命令

4.2 哈希hash操作命令

4.3 列表list操作命令

4.4 集合set操作命令

4.5 有序集合sorted set操作命令

4.6 通用命令

5. 在Java中操作Redis

5.1 介紹

5.2 Jedis

5.3 Spring Data Redis

5.3.1 介紹

5.3.2 使用方式

5.3.2.1 環境搭建

5.3.2.2 操作字元串類型數據

5.3.2.3 操作哈希類型數據

5.3.2.4 操作列表類型數據

5.3.2.5 操作集合類型數據

5.3.2.6 操作有序集合類型數據

5.3.2.7 通用操作

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課程內容

1. 前言

1.1 什麼是Redis

1.2 使用Redis能做什麼

2. Redis入門

2.1 Redis簡介

2.2 Redis下載與安裝

2.2.1 Redis下載

2.2.2 Redis安裝

2.3 Redis服務啟動與停止

2.4 Redis配置文件

3. Redis數據類型

3.1 介紹

3.2 Redis 5種常用數據類型

4. Redis常用命令

4.1 字元串string操作命令

4.2 哈希hash操作命令

4.3 列表list操作命令

4.4 集合set操作命令

4.5 有序集合sorted set操作命令

4.6 通用命令

5. 在Java中操作Redis

5.1 介紹

5.2 Jedis

5.3 Spring Data Redis

5.3.1 介紹

5.3.2 使用方式

5.3.2.1 環境搭建

5.3.2.2 操作字元串類型數據

5.3.2.3 操作哈希類型數據

5.3.2.4 操作列表類型數據

5.3.2.5 操作集合類型數據

5.3.2.6 操作有序集合類型數據

5.3.2.7 通用操作

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