Redis

1.初识Redis

Redis是一种键值型的NoSQL数据库，这里有两个关键字

• 键值型
• NoSQL

其中键值型是指Redis中存储的数据都是以Key-Value键值对的形式存储，而Value的形式多种多样，可以使字符串、数值甚至Json

?2.认识NoSQL

? ?NoSql可以翻译做Not Only Sql（不仅仅是SQL），或者是No Sql（非Sql的）数据库。是相对于传统关系型数据库而言，有很大差异的一种特殊的数据库，因此也称之为非关系型数据库。

????????传统关系型数据库是结构化数据，每张表在创建的时候都有严格的约束信息，如字段名、字段数据类型、字段约束等，插入的数据必须遵循这些约束

????????2.1结构化与非结构化

传统关系型数据库是结构化数据，每张表在创建的时候都有严格的约束信息，如字段名、字段数据类型、字段约束等，插入的数据必须遵循这些约束

而NoSQL则对数据库格式没有约束，可以是键值型，也可以是文档型，甚至是图格式

?????? 2.2 关联与非关联

传统数据库的表与表之间往往存在关联，例如外键约束
而非关系型数据库不存在关联关系，要维护关系要么靠代码中的业务逻辑，要么靠数据之间的耦合

????? 2.3查询方式

传统关系型数据库会基于Sql语句做查询，语法有统一的标准

SELECT id, age FROM tb_user WHERE id = 1

而不同的非关系型数据库查询语法差异极大

Redis:  get user:1
MongoDB: db.user.find({_id: 1})
elasticsearch:  GET http://localhost:9200/users/1

事务

传统关系型数据库能满足事务的ACID原则(原子性、一致性、独立性及持久性)
而非关系型数据库汪汪不支持事务，或者不能要个保证ACID的特性，只能实现计本的一致性

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

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3.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支持多种不同的数据结构，功能丰富
• 单线程，每个命令具有原子性
• 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
• 支持主从集群、分片集群
• 支持多语言客户端

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?Redis桌面客户端

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（resp软件）
• 编程客户端（就是做项目写代码的地方）

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：

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

2.图形化桌面客户端

安装包：Releases · lework/RedisDesktopManager-Windows · GitHub

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：

## 选择0号数据库
select 0

4.Redis常用命令

Redis是典型的key-value数据库，key一般是字符串，而value包含很多不同的数据类型

4.1Redis通用命令

常用的通用命令有以下几个

• KEYS：查看符合模板的所有key
  • 不建议在生产环境设备上使用，因为Redis是单线程的，执行查询的时候会阻塞其他命令，当数据量很大的时候，使用KEYS进行模糊查询，效率很差
• DEL：删除一个指定的key
  • 也可以删除多个key，DEL name age，会将name和age都删掉
• EXISTS：判断key是否存在
  • EXISTS name，如果存在返回1，不存在返回0
• EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
  • EXPIRE name 20，给name设置20秒有效期，到期自动删除
• TTL：查看一个key的剩余有效期(Time-To-Live)
  • TTL name，查看name的剩余有效期，如果未设置有效期，则返回-1

4.2 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

4.2.1 String的常用命令

String的常用命令有

4.2.2 Key结构

• Redis没有类似MySQL中Table的概念，那么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，有一个用户的id是1，有一个商品的id恰好也是1，如果此时使用id作为key，那么就回冲突，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

  • 这个格式也并非是固定的，可以根据自己的需求来删除/添加词条，这样我们就可以把不同数据类型的数据区分开了，从而避免了key的冲突问题
  • 例如我们的项目名叫reggie，有user和dish两种不同类型的数据，我们可以这样定义key
    • user相关的key：reggie:user:1
    • dish相关的key：reggie:dish: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

• 并且在Redis的桌面客户端中，也会以相同前缀作为层次结构，让数据看起来层次分明，关系清晰

4.2.3 Hash类型

• Hash类型，也叫散列，其中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，当我们要修改对象的某个属性值的时候很不方便

• 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的常用命令有

4.2.4 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：

4.2.5 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：

练习题：

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

127.0.0.1:6379> sadd zhangsan lisi wangwu zhaoliu
(integer) 3

• 李四的好友有：王五、麻子、二狗

127.0.0.1:6379> sadd lisi wangwu mazi ergou
(integer) 3

1. 利用Set的命令实现下列功能：

• 计算张三的好友有几人

127.0.0.1:6379> scard zhangsan
(integer) 3

• 计算张三和李四有哪些共同好友

127.0.0.1:6379> sinter zhangsan lisi
1) "wangwu"

• 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

127.0.0.1:6379> sdiff zhangsan lisi
1) "zhaoliu"
2) "lisi"

• 查询张三和李四的好友总共有哪些人

127.0.0.1:6379> sunion zhangsan lisi
1) "wangwu"
2) "zhaoliu"
3) "ergou"
4) "lisi"
5) "mazi"

• 判断李四是否是张三的好友

127.0.0.1:6379> sismember zhangsan lisi
(integer) 1

• 判断张三是否是李四的好友

127.0.0.1:6379> sismember lisi zhangsan
(integer) 0

• 将李四从张三的好友列表中移除

127.0.0.1:6379> srem zhangsan lisi
(integer) 1

4.2.6 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：

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

127.0.0.1:6379> zadd stu 85 Jack 89 Lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jerry 92 Amy 76 Miles
(integer) 7

• 并实现下列功能：
  • 删除Tom同学

127.0.0.1:6379> zrem stu Tom
(integer) 1

• 获取Amy同学的分数

127.0.0.1:6379> zscore stu Amy
"92"

• 获取Rose同学的排名

127.0.0.1:6379> zrank stu Rose
(integer) 2

• 查询80分以下有几个学生

127.0.0.1:6379> zcount stu 0 80
(integer) 2

• 给Amy同学加2分

127.0.0.1:6379> zincrby stu 2 Amy
"94"

• 查出成绩前3名的同学

127.0.0.1:6379> zrange stu 0 2
1) "Miles"
2) "Jerry"
3) "Rose"

• 查出成绩80分以下的所有同学

127.0.0.1:6379> zrangebyscore stu 0 80
1) "Miles"
2) "Jerry"

5.Redis的Java客户端

• 目前主流的Redis的Java客户端有三种
  • 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。

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