Redis 基础总结

北执南念2023-09-15 17:57

1、NoSQL概述

1.1 数据库分类

目前数据库分：关系型数据库与非关系型数据库

常用的关系型数据库： Oracle，MySQL，SqlServer，DB2

常用的非关系数据库：Redis，MongoDB，ElasticSearch， Hbase，Neo4j

那啥是非关系数据库呢？此处涉及到新名词：NoSQL

NoSQL最常见的解释是"non-relational"， "Not Only SQL"也被很多人接受。NoSQL仅仅是一个概念，泛指非关系型的数据库，区别于关系数据库，它们不保证关系数据的ACID特性。详情见：百度百科：https://baike.baidu.com/item/NoSQL/8828247?fr=aladdin

1.2 为什么诞生NoSQL

随着互联网 web2.0 网站的兴起，非关系型的数据库现在成了一个极其热门的新领域，系数据库产品的发展非常迅速，而传统的关系型数据库在应付 web2.0 网站，特􏰂是超大规 模和高并发的 SNS 类型的 web2.0 纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，比如高并发-高效率-高扩展

1 、 Highperformance- 对数据库高并发读写的需求

web2.0 网站要根据用户个性化信息来实时生成动态页面和提供动态信息，所以基本上无法使用动态页面静态化技术，因此数据库并发负载非常高，往往要达到每秒上万次读写请求。关系型数据库应付上万次 SQL 查询还勉强顶得住，但是应付上万次 SQL 写数据请求，硬盘IO 就已经无法承受了，其实对于普通的 BS 网站，往往也存在对高并发写请求的需求。

2 、HugeStorage- 对海量数据的高效率存储和访问的需求

对于大型的 SNS 网站，每天用户产生海量的用户动态信息，以国外的 Friend feed 为例，一个月就达到了 2.5 亿条用户动态，对于关系数据库来说，在一张 2.5 亿条记录的表里面进行SQL 查询，效率是极其低下乃至不可忍受的。再例如大型 web 网站的用户登录系统，例如腾讯，盛大，动辄数以亿计的帐号，关系数据库也很难应付。

3、HighScalability&&HighAvailability- 对数据库的高可扩展性和高可用性的需求

在基于 web 的架构当中，数据库是最难进行横向扩展的，当一个应用系统的用户量和访问量与日俱增的时候，你的数据库却没有办法像 Web server 和 App server 那样简单的通过添加更多的硬件和服务节点来扩展性能和负载能力。对于很多需要提供 24 小时不间断服务的网站来说，对数据库系统进行升级和扩展是非常痛苦的事情，往往需要停机维护和数据迁移，可是停机维护随之带来的就是公司收入的减少

1.3 NoSQL和关系数据库的区别

在关系型数据库数据都是存放在表中,有分类存放,连接查询,主键,外键等概念

NoSQL泛指非关系型数据库,采用区别于关系型数据库的设计,主要是针对关系型数据库性能瓶颈来设计的,专门处理关系型数据库不擅长做的业务场景,不同的NoSQL针对的点不一样, 比如redis适合做缓存 , Neo4J 适合做图片服务器.

2、Redis概述

2.1 Redis简介

是以key-value形式存储,和传统的关系型数据库不一样.不一定遵循传统数据库的一些基本要求.(非关系型的,分布式的,开源的,水平可拓展的)

优点:
对数据高并发读写 (直接是内存中进行读写的)

对海量数据的高效率存储和访问

对数据的可拓展性和高可用性.
单线程操作,每个操作都是原子操作,没有并发相关问题(Redis 6)

缺点:

Redis(ACID处理非常简单)

无法做太复杂的关系数据库模型

*

2.2 谁在用Redis

比较著名的公司有：

github、blizzard、stackoverflow、flickr

国内:

新浪微博（全球最大的Redis集群）【2017】

2200+亿 commands/day 5000亿Read/day 500亿Write/day

18TB+ Memory

500+ Servers in 6 IDC 2000+instances

淘宝

腾讯微博

2.3 怎么学Redis

Redis在线入门 ： http://try.Redis.io/

Redis 中文资料站： http://www.Redis.cn/
https://www.runoob.com/Redis/Redis-tutorial.html

2.4 Redis的安装

题外话：

Redis是使用C写的程序，目前主流在Linux操作系统，官方不提供Window版，最新的Redis版：Redis7.x

官网下载：https://Redis.io/download/

Redis 的Window版是微软公司自行移植的，目前最新版：Redis-x64-3.2.100

window版：https://github.com/microsoftarchive/Redis/releases/tag/win-3.2.100

新版控的同学：

1>购买阿里云Redis

https://www.aliyun.com/minisite/goods?

2>购买阿里云ECS

购买服务器，自己搭建最新版的Redis

3>安装虚拟机：Linux，再安装最新版Redis

这个，项目三讲Linux操作系统时再教。

2.4.1服务端

版本：Redis-x64-3.2.100.msi

傻瓜式安装,下一步,下一步就可以了

注意：添加到环境变量中

*

注意：默认端口

注意：最大内存

测试是否成功

*

*

2.4.2客户端--Redisclient

打开CMD命令框，输入命令：java -jar Redisclient.jar

2.4.3客户端--RedisDesktopClient

2.4.4客户端--rdm

3、数据类型

3.1 概况

Redis支持的存储数据类型有很多：

常用：string （字符串），hash （哈希），list （列表），set （集合）及zset(sorted set：有序集合)

不常用：HyperLogLog，Bitmap(位图)，Bloom Filter(布隆过滤器)，Geospatial(地理位置) ，Module(模块)， Streams(流信息)

此处重点讲解常用的类型。

命令格式

类型命令 key 参数数据

set name dafei

操作建议

Redis操作有点类似Java的Map集合，都是key-value形式存储数据，在学习过程中，可以进行类比。

另外Redis中的key大部分为String类型，value值根据缓存数据结构可以选用：string，hash，list，set，zset等类型。

注意：下面讲的各种类型，表述的是缓存数据的value类型。

3.2 String类型

String类型包含多种类型的特殊类型，并且是二进制安全的，其值可以是数值，可以是字符串，也可以是二进制数据。

类似Java中：Map<String, String/int> map

在Redis内容数据存储结构：

3.2.1 常用的命令

命令格式 功能 案例
set key value 将key-value缓存redis中 set name dafei
get key 从redis中获取key对应value值 get name
incr key 将key对应value值 + 1 incr age
decr key 将key对应value值-1 decr age
setex key seconds value 将key-value缓存到redis中，seconds 秒后失效 setex sex 10 man
ttl key 查看key存活时间 ttl sex
del key 从redis中删除key del name
setnx key value 如果key已经存，不做任何操作，如果key不存，直接添加 setnx name xiaofei

3.2.2 非常用命令

命令格式 功能 案例
incrby key increment 给key对应值加increment incrby age 10
mset k1 v1 k2 v2... 批量添加k1v1 k2v2 key value对 mset name dafei age 18
mget k1 k2... 批量获取k1, k2的值 mget name age
append key value 在key对应的value值中拼+value append name yes
setrange key offset value 修改key对应的value值,替换为指定value,冲offset索引位置开始 setrange name 2 xx

3.2.3 应用场景

1>计数器

如：视频播放数系统就是使用Redis作为视频播放数计数的基础组件。

incr viewnum 1

2>共享session：

出于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户信息的访问均衡到不同服务器上，用户刷新一次访问可能会需要重新登录，为避免这个问题可以用Redis将用户session集中管理， 在这种模式下只要保证Redis的高可用和扩展性的，每次获取用户更新或查询登录信息都直接从Redis中集中获取。

user_login_info:uid---->{"id":1, "name":"dafei", "age":18}

3.3 Hash类型

Hash类型是String类型的field和value的映射表，或者说是一个String集合。它特别适合存储对象，相比较而言，将一个对象存储在Hash类型里要比存储在String类型里占用更少的内存空间。

类似Java中：Map<String, Map<String, ?>> map

*

3.3.1 常用的命令

命令格式 功能 案例
hset key field value 将field value对缓存到redis中hash中，键值为key hset user name dafei
hget key field 从key对应hash列表中获取field字段 hget user name
hexists key field 判断key对应的hash列表是否存在 field字段 hexists user age
hdel key field 删除key对应hash列表中field字段 hdel user age
hincrby key field increment 给key对应hash列表中field字段 + increment hincrby user age 10
hlen key 查看key对应的hash列表field的数量 hlen user
hkeys key 获取key对应的hash列表所有的field值 hkeys user
hvals key 获取key对应的hash列表所有的field对应的value值 kvals user
hgetall key 获取key对应的hash列表中所有的field及其对应的value值 hgetall user

3.3.2 应用场景

Hash结构相对于字符串序列化缓存信息更加直观，并且在更新操作上更加便捷。

共享session设计

java 复制代码 
public class User{
	private String userame;
	private String password;
	private  int age;
}

登录用户：

java 复制代码 
User user = new User("dafei", "666", 18);

登录缓存：

key：user_token value：new User("dafei", "666", 18)

方案1： 将user对象转换json格式字符串存Redis 【侧重于查， 改非常麻烦】

key value

user_token ： "{name:dafei, age:18, password:666}"

方案2： 将user对象转换hash对象存Redis【侧重于改，查询相对麻烦】

key value

user_token ： {

​ name：ddafei

​ age ： 18

​ password： 666

​ }

3.4 List类型

Redis中的List类似Java中的Queue,也可以当做List来用.

List类型是一个链表结构的集合，其主要功能有push、pop、获取元素等，更详细的说,List类型是一个双端链表的结构，我们可以通过相关操作进行集合的头部或者尾部添加删除元素，List的设计非常简单精巧，即可以作为栈,又可以作为队列，满足绝大多数需求.

类似Java中：Map<String, List> map

*

3.4.1 常用的命令

命令格式 功能 案例
rpush key value 从右边往key集合中添加value值 rpush hobby java
lrange key start stop 从左边开始列表key集合，从start位置开始，stop位置结束 lrange hobby 0 -1
lpush key value 从左边往key集合中添加value值 lpush hobby c++
lpop key 弹出key集合中最左边的数据 lpop hobby
rpop key 弹出key集合中最右边的数据 rpop hobby
llen key 获取列表长度 llen hooby

3.4.2 非常用命令

命令格式 功能 案例
linsert key before pivot value 操作key集合，在pivot值之前插入value linsert hobby before java c#
linsert key after pivot value 操作key集合，在pivot值之后插入value linsert hobby after java c#
lset key index value 操作key集合，更新索引index位置值为value lset hobby 1 go
lrem key count value 操作key集合，删除 count个 value值 lrem hobby 3 go
ltrim key start stop 操作key集合，从start到stop截取自列表 ltrim hobby 2 4
lindex key index 操作key集合，获取索引为index位置的数据 lindex hobby 1

3.4.3应用场景

1>用户收藏文章列表：

key：user_favor_article_list

value: [aid1, aid2, aid3...]

3.5 Set类型

Set集合是String类型的无序集合,set是通过HashTable实现的，对集合我们可以取交集、并集、差集。

类似Java中：Map<String, Set> map

*

3.5.1 常用的命令

命令格式 功能 案例
sadd key members [...] 往key 集合中添加member元素 sadd myset a b c
smembers key 遍历key集合中所有的元素 smembers myset
srem key members [...] 删除key集合中members元素 srem myset a
spop key count 从key集合中随机弹出count个元素 spop myset 1

3.5.2 非常用命令

命令格式 功能 案例
sdiff key1 key2 返回key1中特有的元素(差集) sdiff key1 key2
sdiffstore dest key1 key2 返回key1中特有的元素，并将返回值缓存到dest集合中 sidiffstore dest key1 key2
sinter key1 key2 返回key1跟key2集合的交集 sinter key1 key2
sinterstore dest key1 key2 返回key1跟key2集合的交集，并将返回值缓存到dest集合中 sinterstore dest key1 key2
sunion key1 key2 返回key1跟key2集合的并集 sunion key1 key2
sunionstore dest key1 key2 返回key1跟key2集合的并集，并将返回值缓存到dest集合中 sunionstore dest key1 key2
smove source destination member 将source集合中member元素移动到destination集合中 smove key1 key2 aa
sismember key member 判断member元素是否在key集合中 sismember key1 aa
srandmember key count 随机获取set集合中count 个元素 srandmember key1 1

3.5.3 应用场景

1，去重；

2，抽奖;

​ 1：准备一个抽奖池:sadd luckydraw 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

​ 2：抽3个三等奖:spop luckydraw 3

​ 3：抽2个二等奖:spop luckydraw 2

​ 4：抽1个:一等奖:spop luckydraw 1

3.6 Sorted set 类型

Sorted set 也称Zset类型，是一种具有排序效果的set集合。它跟set集合一样也是 string 类型元素的集合，且不允许重复的成员。并且要求每个元素都会关联一个double 类型的分数。后续可以通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

Sorted set集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。 集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

数据缓存结构：

3.6.1 常用的命令

命令格式 功能 案例
zadd key score member 往key集合中添加member元素，分数为score zadd players 100 a
zincrby key increment member 将key集合中的member元素 分数 + increment zadd players 100 a
zrange key start stop [withscores] 将key集合中的元素按分数升序排列 [显式分数] zrange players 0 -1 withscores
zrevrange key start stop [withscores] 将key集合中的元素按分数降序排列 [显式分数] zrevrange players 0 -1 withscores
zrank key member 返回member元素在key结合中的正序排名 zrank players a
zrevrank key member 返回member元素在key结合中的倒序排名 zrevrank players a
zcard key 返回key集合元素个数 zcard players

3.6.2 非常用命令

命令格式 功能 案例
zrangebyscore key min max [withscores] 按[min, max) 分数范围返回key集合中元素(正序) zrangebyscore players 200 300 withscores
zrevrangebyscore key min max [withscores] 按[min, max) 分数范围返回key集合中元素(倒序) zrevrangebyscore players 200 300 withscores
zrem key member 删除key集合中member元素与分数 zrem players a
zremrangebyscore key min max withscores 按[min, max) 分数范围删除key集合中元素 zremrangebyscore players 200 300 withscores
zremrangebyrank key start stop 删除key集合正序排名落在[start, stop) 范围元素 zremrangebyrank players 10 20
zcount key min max 按照分数范围[min, max]统计key集合中元素个数 zcount players 100 300

3.6.3 应用场景

排行榜：有序集合经典使用场景。例如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜，榜单维护可能是多方面：按照时间、按照播放量、按照获得的赞数等。

3.7 类型总结

一个问题，Redis在项目中如何使用？

思考点：

1>项目是否需要使用到缓存？使用

2>使用缓存是否选用Redis？选用

3>使用Redis那该怎么设计Key-Value值？

这里重点讨论Redis的KV对的设计。

3.7.1 Value设计

先说value值的设计其实就是value类型选用： String， Hash， List， Set， Sort Set

一般考虑：

  • 是否需要排序？要使用Sort Set
  • 缓存的数据是多个值还是单个值，
  • 多个值：允许重复选List 不允许重复选择Set
  • 单个值：简单值选择String， 对象值选择Hash

一种取巧的方式：

  • 是否需要排序？要使用Sort Set
  • 剩下使用String

操作方式：

所有value之后都转换成json格式字符串，然后缓存到Redis，原因：Java操作方便，减少泛型操作麻烦

比如：

java 复制代码 
List<String>list = ...
Set<String> set = ....
Map<String, Object> map = ....


List<Object>  list = Redis对象.getList
Set<Object> set =Redis对象.getSet   
Map<Object, Object> map  =  Redis对象.getMap

不管存放啥数据类型，从reds中获取出来都是Object类型，后续对象强制转换麻烦，干脆直接使用字符串。

3.7.2 Key设计

Redis 的key 设计讲究4个性：

唯一性

Redis 类似Map集合，key必须保证唯一，缓存同一个key时，后者会覆盖前者，所有必须要求唯一，那如何保证唯一呢？

最常用的方式：使用缓存数据的主键作为key。

比如：缓存员工信息

key value

1 员工1

2 员工2

其中的1， 2 是员工的id

可读性

可读性是保证Redis的key能做到见名知意，上面的员工id1， 员工id2 虽说能保证key唯一，但可读性非常差，维护key时，无法从， 1， 2中快速判断该key对应value值。所以一一般在保证key唯一的前提下，给key加上前缀：

key value

employee_info:id1 员工1

employee_info:id2 员工2

employee_info:id1 employee_info:id2 这样子设计key，可读性就好多了。

可读性前缀的设计规范千奇百怪，我个人比较推崇的：

  • 普通单值

    key value

    employe_info:id1 员工对象信息

  • 类似关系型数据库设计

    表名:主键名:主键值:列名

    key value

    employee : id : 1:info 员工对象信息

  • 通用玩法

    业务模块名:业务逻辑含义:其他:value类型

    key value

    employee :base.info:id1:hash 员工对象信息

    业务模块名：表示该key属于哪个功能模块

    业务逻辑含义段 ：这里可以使用 . 分开， 具体业务逻辑表示

    ​ 比如：缓存员工权限

    ​ employee:auth.permission:id1:set 员工权限集合

    其他：一般设置唯一标识，比如主键

    value类型：key对应value类型值，提高可读性。

灵活性

这个难介绍，一般key保证唯一时，可以使用主键，有的使用，一个主键不能表达出全部意思，可以使用联合主键。

比如：

id为1的朋友圈下id为A的评论。

key value

post:1:reply:A 评论内容

post:1:reply:B 评论内容

时效性

Redis key一定要设置过期时间。要跟自己的业务场景，需要对key设置合理的过期时间。可以在写入key时，就要追加过期时间；也可以在按照需要动态设置。

这里要注意：

  • 不设置过期时间，这种key为永久key，会一直占用内存不释放，时间久了，数量一多，就容易达到服务器的内存上限，导致宕机，开发时一般配合Key过期策略使用哦。
  • key的时效性设置，必须根据业务场景进行评估，设置合理有效期；

4、 Redis全局命令

全局命令针对的是所有的key，大部分用来做运维，做管理的

常用的全局key

命令格式 功能 案例
keys pattern 按照pattern 匹配规则，列表redis中所有的key keys xxx:*
exists key 判断key是否存在 exists name
expire key seconds 给key设置过期时间，超时：seconds expire name 10
persist key 取消key过期时间 persist name
select index 切换数据库，默认是第0个，共有【0,15】个 select 0
move key db 从当前数据库将key移动到指定db库 move name 1
randomkey 随机返回一个key randomkey
rename key newkey 将key改名为newkey rename name newname
echo message 打印message信息 echo message
dbsize 查看key个数 dbsize
info 查看redis数据库信息 info
config get * 查看所有redis配置信息 config get *
flushdb 清空当前数据库 flushdb
flushall 清空所有数据库 flushall

5、 Redis安全性

因为Redis速度非常快，所以在一台比较好的服务器下,一个外部用户在一秒内可以进行15w次的密码尝试，这意味你需要设定非常强大的密码来方式暴力破解。此时就需要对Redis进行密码设置啦。

Linux系统

编辑 Redis.conf文件，找到下面进行保存修改
requirepass 自定义密码

重启Redis服务，访问时，使用带密码的命令：

Redis-cli -a 自定义密码

否则会提示： (error)NOAUTH Authentication required.

Window系统

跟Linux系统一样，区别是，window系统的文件是

Redis.window-service.config

6、 Redis编程

6.1 概况

Redis编程就是使用编程方式操作Redis，当前Redis支持的编程语言有：https://Redis.io/docs/clients/

这里以Java为开发语言，选择Java点击进去

java实现操作Redis的客户端有很多，其中名气最高的：Redisson ，Jedis ，lettuce 3个客户端，其中Jedis，lettuce侧重于单例Redis 数据库的 CRUD（增删改查），Redisson 侧重于分布式开发。当前重点讲解Jedis与lettuce的使用，后续有机会再重点讲解Redisson使用。

6.2 Jedis

项目使用的SpringBoot，所以重点讲解SpringBoot继承Jedis

步骤1：建项目，导入依赖

xml 复制代码 
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.4.3</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
    </dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

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

    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

步骤2：导入配置文件

yml 复制代码 
#Redis配置--jedis版
jedis:
  pool:
    #Redis服务器的IP
    host: localhost
    #Redis服务器的Port
    port: 6379
    #数据库密码
    password:
    #连接超时时间
    timeout: 7200
    #最大活动对象数
    maxTotall: 100
    #最大能够保持idel状态的对象数
    maxIdle: 100
    #最小能够保持idel状态的对象数
    minIdle: 50
    #当池内没有返回对象时，最大等待时间
    maxWaitMillis: 10000
    #当调用borrow Object方法时，是否进行有效性检查
    testOnBorrow: true
    #当调用return Object方法时，是否进行有效性检查
    testOnReturn: true
    #"空闲链接"检测线程，检测的周期，毫秒数。如果为负值，表示不运行"检测线程"。默认为-1.
    timeBetweenEvictionRunsMillis: 30000
    #向调用者输出"链接"对象时，是否检测它的空闲超时；
    testWhileIdle: true
    # 对于"空闲链接"检测线程而言，每次检测的链接资源的个数。默认为3.
    numTestsPerEvictionRun: 50

步骤3：加载配置文件

java 复制代码 
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "jedis.pool")
@Getter
@Setter
public class JedisProperties {
    private int  maxTotall;
    private int  maxIdle;
    private int  minIdle;
    private int  maxWaitMillis;
    private boolean  testOnBorrow;
    private boolean  testOnReturn;
    private int  timeBetweenEvictionRunsMillis;
    private boolean  testWhileIdle;
    private int  numTestsPerEvictionRun;

    private String host;
    private String password;
    private int port;
    private int timeout;
}

步骤4：编写Jedis配置类

java 复制代码 
@Configuration
public class JedisConfig {
    /**
     * jedis连接池
     * @param jedisProperties
     * @return
     */
    @Bean
    public JedisPool jedisPool(JedisProperties jedisProperties) {

        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(jedisProperties.getMaxTotall());
        config.setMaxIdle(jedisProperties.getMaxIdle());
        config.setMinIdle(jedisProperties.getMinIdle());
        config.setMaxWaitMillis(jedisProperties.getMaxWaitMillis());
        config.setTestOnBorrow(jedisProperties.isTestOnBorrow());
        config.setTestOnReturn(jedisProperties.isTestOnReturn());
        config.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(jedisProperties.getTimeBetweenEvictionRunsMillis());
        config.setTestWhileIdle(jedisProperties.isTestWhileIdle());
        config.setNumTestsPerEvictionRun(jedisProperties.getNumTestsPerEvictionRun());

        if (StringUtils.hasText(jedisProperties.getPassword())) {
            return new JedisPool(config, jedisProperties.getHost(), jedisProperties.getPort(),
                    jedisProperties.getTimeout(), jedisProperties.getPassword());
        }
        return new JedisPool(config, jedisProperties.getHost(), jedisProperties.getPort(),
                jedisProperties.getTimeout());
    }
}

步骤5：编写测试类，实现测试

java 复制代码 
@SpringBootTest
public class JedisTest {
    @Autowired
    private JedisPool jedisPool;
    @Test
    public void testConnection(){
        System.out.println(jedisPool);
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        //需求：往Redis中添加kv对： name：dafei
        jedis.set("name", "dafei");
        System.out.println(jedis.get("name"));
        jedis.close();
    }
}

操作技巧：jedis中方法跟Redis中命令一样

6.3 Lettuce

Lettuce 之所以能流行，因为它抱了根好大腿-Spring-data。Spring-data-Redis底层就封装了Lettuce，接下来看下Springboot版的lettuce实现。

步骤1：导入依赖

xml 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-Redis</artifactId>
</dependency>

步骤2：Redis配置

yml 复制代码 
spring:
  Redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    password: admin

步骤3：编写测试类，实现测试

java 复制代码 
@SpringBootTest
public class LettureTest {


    @Autowired
    //约定：
    // 操作Redis的key  是字符串
    // value是字符串类型或字符串类型元素
    private StringRedisTemplate template;

    @Test
    public void testRedis(){

        //name：dafei
        template.opsForValue().set("name", "dafei");
        System.out.println(template.opsForValue().get("name"));

        // 操作string
        //template.opsForValue().xx();
        // 操作hash
        //template.opsForHash().xx();
        // 操作list
        //template.opsForList().xx();
        // 操作set
        //template.opsForSet().xx();
        // 操作zset
        //template.opsForZSet().xx();


        //spring-data-Redis  方法是Redis 命令全称
        //template.opsForList().rightPush()  //rpush

        //全局命令在template类上
        //template.keys("*");
    }
}

操作技巧：Lettuce中方法跟Redis中命令全称

7、Redis事务

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：

  • 开始事务。
  • 命令入队。
  • 执行事务。

借用：菜鸟教程中例子

它先以 MULTI 开始一个事务， 然后将多个命令入队到事务中， 最后由 EXEC 命令触发事务， 一并执行事务中的所有命令：

bash 复制代码 
Redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK

Redis 127.0.0.1:6379> SET book-name "Mastering C++ in 21 days"
QUEUED

Redis 127.0.0.1:6379> GET book-name
QUEUED

Redis 127.0.0.1:6379> SADD tag "C++" "Programming" "Mastering Series"
QUEUED

Redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS tag
QUEUED

Redis 127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) "Mastering C++ in 21 days"
3) (integer) 3
4) 1) "Mastering Series"
   2) "C++"
   3) "Programming"

单个 Redis 命令的执行是原子性的，但 Redis 没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以 Redis 事务的执行并不是原子性的。

Redis事务可以理解为一个打包的批量执行脚本，但批量指令并非原子化的操作，中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚，也不会造成后续的指令不做。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set name dafei
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set age 18
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr age 
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr name
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> get age
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> get name
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) OK
3) (integer) 19
4) (error) ERR value is not an integer or out of range
5) "19"
6) "dafei"
127.0.0.1:6379>

Redis 事务可以一次执行多个命令， 并且带有以下三个重要的保证：

  • 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
  • 收到 EXEC 命令后进入事务执行，事务中任意命令执行失败，其余的命令依然被执行。
  • 在事务执行过程，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

9、Redis持久化机制[拓展]

9.1 引言

先来一个小实验，大家可以一起实现一下

步骤1：在Redis中添加2个key-value对

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> set aa aa
OK
127.0.0.1:6379> set bb bb
OK
127.0.0.1:6379> keys *

步骤2：重启Redis 服务器，在执行keys * 观察数据

步骤3：分析结果

会出现一下几种结果：

  • 之前的key在，aa bb 都在（最理想的结果）
  • 之前的key在，aa也在，bb不见了
  • 之前的key在，aa， bb 不在
  • 之前的key， aa， bb 都不在了（最坏的结果）

思考：

为啥会这样？以我们对内存的操作理解，按道理重启之后数据应该全丢失了，为啥Redis 可能丢失，也可能不丢失，为何？

这里就涉及到Redis的持久化机制了。

*

Redis持久化机制目前以后3种，分别为：

1>快照方式（RDB, Redis DataBase）

2>文件追加方式（AOF, Append Only File）

3>混合持久化方式（Redis4版本之后）

9.2 RDB方式

Snapshotting(快照)默认方式，将内存数据中以快照的方式写入到二进制文件中，默认为dump.rdb。触发RDB持久化过程分手动触发与自动触发。

触发机制

手动触发

使用save命令：会阻塞当前Redis服务器，知道RDB过程完成为主，如果内存数据较多，会造成长时间阻塞，影响其他命令的使用，不建议轻易使用

使用bgsave命令：Redis进程执行fork指令创建子进程，由子进程实现RDB持久化，有需要时建议使用bgsave命令。

自动触发

使用save相关配置，格式： save m n 表示m秒内数据集存在n次修改时会自动触发bgsave命令。

java 复制代码 
save 900 1  #900秒内如果超过1个Key被修改则发起快照保存
save 300 10 #300秒内如果超过10个key被修改,则发起快照保存
save 60 10000

*

优点:

  • RDB快照文件是一个紧凑压缩的二进制文件，非常使用用于备份，全量复制等场景。开发中可以按照每6小时执行一次bgsave备份，用于容灾备份。

  • Redis加载RDB恢复数据远远快于AOF方式

缺点:

  • RDB无法做到实时持久化/秒级持久化，每次bgsave时都需要fork子进程，频繁执行有时间成本。
  • RDB快照文件不同版本格式不一样，容易引起兼容问题。

9.3 AOF方式

AOF与RDB不一样，它是一独立日志的方式记录每次写命令，重启时再重新执行AOF文件中命令达到恢复数据的目的。解决了数据持久化的实时性的问题。

Redis默认是不开启的，需要使用时，需要配置： appendonly yes

AOF 有3种文件同步策略

策略 解释
appendfsync always 收到命令就立即写到磁盘,效率最慢.但是能保证完全的持久化
appendfsync everysec 每秒写入磁盘一次,在性能和持久化方面做了很好的折中
appendfsync no 完全以依赖os，一般同步周期是30秒

*

优点:

  • AOF方式数据安全性更高，配置得当，最多损失1秒的数据量

  • 在不小心执行flushall命令，也可以通过AOF方式恢复(删除最后一个命令即可)

  • AOF 日志是一个增量日志文件，不会存在断电时出现损坏问题。即使出现问题，Redis-check-aof 工具也能够轻松修复它。

  • 当 AOF 变得太大时，Redis 能够在后台自动重写 AOF

缺点:

  • 相同数据量来说，AOF文件体积通常大于RDB文件
  • 数据持久化性能上来说，AOF 比 RDB 慢

9.4 RDB-AOF混合方式

混合持久化是结合了 RDB 和 AOF 的优点，在写入的时候，先把当前的数据以 RDB 的形式写入文件的开头，再将后续的操作命令以 AOF 的格式存入文件。即以 RDB 作为全量备份，AOF 作为增量备份，来提高备份效率。这样既能保证 Redis 重启时的速度，又能防止数据丢失的风险， 这就是 Redis 4.0 之后推出的 RDB-AOF 混合持久化模式，其作为默认配置来使用。

9.5 持久化机制选择

  • 如果对数据安全性有非常高的要求，建议 RDB 和 AOF 同时启用。

  • 如果对数据安全性要求不是很高，能够容忍数据的丢失，建议单独使用 RDB。

  • 不推荐单独使用 AOF，因为对于进行数据库备份、更快重启以及 AOF 引擎中出现错误的情况来说，RDB 是更好的选择。

  • 如果没特殊要求，Redis又是4.x版本以上，可以选择RDB-AOF混合方式。

如果不是混合模式，而是普通的RDB与AOF一起启动时，Redis加载数据执行流程

*

10 、Redis内存淘汰机制

10.1 引言

Redis 启动会加载一个配置：

bash 复制代码 
maxmemory <byte>   //内存上限

默认值为 0 (window版的限制为100M)，表示默认设置Redis内存上限。但是真实开发还是需要提前评估key的体量，提前设置好内容上限。

此时思考一个问题，开发中，在设置完内存上限之后，如果Redis key达到上限了，该怎么办？这就设置到Redis的内存淘汰机制了。

10.2 内存淘汰算法

Redis内存淘汰机制也可以称之为key内卷机制，当资源不足时，该如何选择？

常见的内存淘汰机制分为四大类：

  • **LRU：**LRU是Least recently used，最近最少使用的意思，简单的理解就是从数据库中删除最近最少访问的数据，该算法认为，你长期不用的数据，那么被再次访问的概率也就很小了，淘汰的数据为最长时间没有被使用，仅与时间相关。

  • **LFU：**LFU是Least Frequently Used，最不经常使用的意思，简单的理解就是淘汰一段时间内，使用次数最少的数据，这个与频次和时间相关。

  • **TTL：**Redis中，有的数据是设置了过期时间的，而设置了过期时间的这部分数据，就是该算法要解决的对象。如果你快过期了，不好意思，我内存现在不够了，反正你也要退休了，提前送你一程，把你干掉吧。

  • 随机淘汰：生死有命，富贵在天，是否被干掉，全凭天意了。

10.3 Redis淘汰策略

Redis 通过配置

bash 复制代码 
maxmemroy-policy

来配置指定具体的淘汰机制，可供选择的值有：

通过maxmemroy-policy可以配置具体的淘汰机制，看了网上很多文章说只有6种，其实有8种，可以看Redis5.0的配置文件，上面有说明：

  • volatile-lru -> 找出已经设置过期时间的数据集，将最近最少使用（被访问到）的数据干掉。

  • volatile-ttl -> 找出已经设置过期时间的数据集，将即将过期的数据干掉。

  • volatile-random -> 找出已经设置过期时间的数据集，进行无差别攻击，随机干掉数据。

  • volatile-lfu -> 找出已经设置过期时间的数据集，将一段时间内，使用次数最少的数据干掉。

  • allkeys-lru ->与第1个差不多，数据集从设置过期时间数据变为全体数据。

  • allkeys-lfu -> 与第4个差不多，数据集从设置过期时间数据变为全体数据。

  • allkeys-random -> 与第3个差不多，数据集从设置过期时间数据变为全体数据。

  • no-enviction -> 什么都不干，报错，告诉你内存不足，这样的好处是可以保证数据不丢失

系统默认选择： noenviction

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