Spring Data Redis + Redis数据缓存学习笔记

文章目录

[1 Redis 入门](#1 Redis 入门)
- [1.1 简介](#1.1 简介)
- [1.2 Redis服务启动与停止（Windows）](#1.2 Redis服务启动与停止（Windows）)
- - [1.2.1 服务启动命令](#1.2.1 服务启动命令)
  - [1.2.2 客户端连接命令](#1.2.2 客户端连接命令)
  - [1.2.3 修改Redis配置文件](#1.2.3 修改Redis配置文件)
  - [1.2.4 Redis客户端图形工具](#1.2.4 Redis客户端图形工具)
[2. Redis数据类型](#2. Redis数据类型)
- [2.1 五种常用数据类型介绍](#2.1 五种常用数据类型介绍)
[3. Redis常用命令](#3. Redis常用命令)
- [3.1 字符串操作命令](#3.1 字符串操作命令)
- [3.2 哈希操作命令](#3.2 哈希操作命令)
- [3.3 列表操作命令](#3.3 列表操作命令)
- [3.4 集合操作命令](#3.4 集合操作命令)
- [3.5 有序集合操作命令](#3.5 有序集合操作命令)
- [3.6 通用命令](#3.6 通用命令)
[2 Spring Data Redis使用方式](#2 Spring Data Redis使用方式)
- [2.1 导入依赖（maven 坐标）](#2.1 导入依赖（maven 坐标）)
- [2.2 配置数据源](#2.2 配置数据源)
- [2.3 编写配置类](#2.3 编写配置类)
- [2.4 测试 redis 连接和操作](#2.4 测试 redis 连接和操作)
- [2.5 使用 Java 操作 Redis](#2.5 使用 Java 操作 Redis)
- [2.6 五种常见数据类型的一般使用场景](#2.6 五种常见数据类型的一般使用场景)
- - 字符串（String）
  - 哈希（Hash）
  - 列表（List）
  - 集合（Set）
  - [有序集合（Sorted Set）](#有序集合（Sorted Set）)

1 Redis 入门

1.1 简介

Redis是一个基于内存的key-value结构数据库。Redis 是互联网技术领域使用最为广泛的存储中间件 。官网：https://redis.io 中文网：https://www.redis.net.cn/
key-value结构存储主要特点：

基于内存存储，读写性能高
适合存储热点数据（热点商品、资讯、新闻）
企业应用广泛

Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对(key-value)数据库，官方提供的数据是可以达到100000+的QPS（每秒内查询次数）。它存储的value类型比较丰富，也被称为结构化的NoSql数据库。所谓的 NoSql（Not Only SQL） ，不仅仅是SQL，泛指非关系型数据库 。NoSql数据库并不是要取代关系型数据库，而是关系型数据库的补充。

关系型数据库(RDBMS)：Mysql、Oracle、DB2、SQLServer

非关系型数据库(NoSql)：Redis、Mongo db、MemCached

1.2 Redis服务启动与停止（Windows）

1.2.1 服务启动命令

redis-server.exe redis.windows.confRedis服务默认端口号为 6379 ，通过快捷键Ctrl + C 即可停止Redis服务，当Redis服务启动成功后，可通过客户端进行连接。

1.2.2 客户端连接命令

通过redis-cli.exe命令默认连接的是本地的redis服务，并且使用默认6379端口。也可以通过指定如下参数连接：

-h ip地址
-p 端口号
-a 密码（如果需要）

1.2.3 修改Redis配置文件

设置Redis服务密码，修改redis.windows.conf 文件，添加 requirepass 123456
注意：修改密码后需要重启Redis服务才能生效，Redis配置文件中 # 表示注释。

重启Redis后，再次连接Redis时，需加上密码，否则连接失败。此时，-h 和 -p 参数可省略不写。

bash 复制代码

redis-cli.exe -h localhost -p 6379 -a 123456

1.2.4 Redis客户端图形工具

默认提供的客户端连接工具界面不太友好，同时操作也较为麻烦，接下来，引入一个Redis客户端图形工具。

2. Redis数据类型

2.1 五种常用数据类型介绍

Redis存储的是key-value结构的数据，其中key是字符串类型，value有5种常用的数据类型：

字符串 string
哈希 hash
列表 list
集合 set
有序集合 sorted set / zset

各种数据类型特点

字符串(string)：普通字符串，Redis中最简单的数据类型

哈希(hash)：也叫散列，类似于Java中的HashMap结构

列表(list)：按照插入顺序排序，可以有重复元素，类似于Java中的LinkedList

集合(set)：无序集合，没有重复元素，类似于Java中的HashSet

有序集合(sorted set/zset)：集合中每个元素关联一个分数(score)，根据分数升序排序，没有重复元素

3. Redis常用命令

3.1 字符串操作命令

Redis 中字符串类型常用命令：

bash 复制代码

SET key value           # 设置指定key的值
GET key                 # 获取指定key的值
SETEX key seconds value # 设置指定key的值，并将 key 的过期时间设为 seconds 秒
SETNX key value         # 只有在 key 不存在时设置 key 的值

更多命令可以参考Redis中文网：https://www.redis.net.cn

3.2 哈希操作命令

Redis hash 是一个string类型的 field 和 value 的映射表，hash特别适合用于存储对象，常用命令：

bash 复制代码

HSET key field value # 将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value
HGET key field       # 获取存储在哈希表中指定字段的值
HDEL key field       # 删除存储在哈希表中的指定字段
HKEYS key            # 获取哈希表中所有字段
HVALS key            # 获取哈希表中所有值

3.3 列表操作命令

Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，常用命令：

bash 复制代码

# 将一个或多个值插入到列表头部
LPUSH key value1 [value2]

# 获取列表指定范围内的元素
LRANGE key start stop 

# 移除并获取列表最后一个元素
RPOP key 

LLEN key # 获取列表长度

# 移出并获取列表的最后一个元素
# 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止
BRPOP key1 [key2 ] timeout

3.4 集合操作命令

Redis set 是string类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据，常用命令：

bash 复制代码

SADD key member1 [member2] #向集合添加一个或多个成员
SMEMBERS key               #返回集合中的所有成员
SCARD key                  #获取集合的成员数
SINTER key1 [key2]         #返回给定所有集合的交集
SUNION key1 [key2]         #返回所有给定集合的并集
SREM key member1 [member2] #移除集合中一个或多个成员

3.5 有序集合操作命令

Redis有序集合是string类型元素的集合，且不允许有重复成员。每个元素都会关联一个double类型的分数。常用命令：

bash 复制代码

ZADD key score1 member1 [score2 member2] #向有序集合添加一个或多个成员
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]       #通过索引区间返回有序集合中指定区间内的成员
ZINCRBY key increment member             #有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment
ZREM key member [member ...]             #移除有序集合中的一个或多个成员

3.6 通用命令

Redis的通用命令是不分数据类型的，都可以使用的命令：

bash 复制代码

KEYS pattern 	#查找所有符合给定模式( pattern)的 key 
EXISTS key 		#检查给定 key 是否存在
TYPE key 		  #返回 key 所储存的值的类型
DEL key 		  #该命令用于在 key 存在是删除 key

2 Spring Data Redis使用方式

Redis 的 Java 客户端很多，常用的几种：

Jedis

Lettuce

Spring Data Redis

Spring 对 Redis 客户端进行了整合，提供了 Spring Data Redis，在Spring Boot项目中还提供了对应的Starter，即 spring-boot-starter-data-redis。

Spring Data Redis 是 Spring 的一部分，提供了在 Spring 应用中通过简单的配置就可以访问 Redis 服务，对 Redis 底层开发包进行了高度封装。在 Spring 项目中，可以使用Spring Data Redis来简化 Redis 操作。

网址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

2.1 导入依赖（maven 坐标）

xml 复制代码

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

Spring Data Redis中提供了一个高度封装的类：RedisTemplate，对相关api进行了归类封装,将同一类型操作封装为operation接口，具体分类如下：

ValueOperations：string数据操作

SetOperations：set类型数据操作

ZSetOperations：zset类型数据操作

HashOperations：hash类型的数据操作

ListOperations：list类型的数据操作

2.2 配置数据源

在application.yml中添加 redis 的相关配置（确保已安装 redis）

yaml 复制代码

redis:
    host: localhost
    port: 6379
    password: 123456
    database: 10 # 指定使用Redis的哪个数据库，Redis服务启动后默认有16个数据库，编号分别是从0到15

database:指定使用Redis的哪个数据库，Redis服务启动后默认有16个数据库，编号分别是从0到15。可以通过修改Redis配置文件来指定数据库的数量。

添加数据后，记得使用 select 10 选择到配置使用的数据库中，方可查看到添加的数据。

2.3 编写配置类

java 复制代码

@Configuration
@Slf4j
public class RedisConfiguration {

    @Bean
    public RedisTemplate redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory){
        log.info("开始创建redis模板对象...");
        RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate();
        //设置redis的连接工厂对象
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        //设置redis key的序列化器
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        return redisTemplate;
    }
}

解释说明：

当前配置类不是必须的，因为 Spring Boot 框架会自动装配 RedisTemplate 对象，但是默认的key序列化器为JdkSerializationRedisSerializer，导致我们存到Redis中后的数据和原始数据有差别，故设置为StringRedisSerializer序列化器。

@Bean注解用于告诉Spring容器，被注解的方法将返回一个对象，该对象要注册为Spring应用上下文中的bean。当Spring容器启动时，它会查找所有带有@Bean注解的方法，并调用这些方法，将返回的实例注册到Spring容器中，以便在需要时能够自动装配（autowire）这些bean。

疑问：为什么要在模版配置方法前面添加@Bean注解？

配置RedisTemplate ：RedisTemplate是Spring Data Redis提供的一个高级抽象，用于简化Redis数据的访问。通过@Bean注解，你能够自定义RedisTemplate的配置，比如设置连接工厂、序列化器等，然后将这个配置好的RedisTemplate实例注册到Spring容器中。这样，在Spring应用的其他部分，你就可以通过自动装配（如使用@Autowired注解）来使用这个配置好的RedisTemplate实例了。

解耦：将RedisTemplate的配置和使用解耦。你不需要在每个需要使用Redis的地方都手动创建和配置RedisTemplate。相反，你只需要在配置类中配置一次，然后在需要的地方通过Spring的依赖注入机制来使用它。

可重用性 ：由于RedisTemplate是作为一个bean注册在Spring容器中的，因此它是可重用的。你可以在应用的多个部分中注入同一个RedisTemplate实例，而不需要为每个使用场景都创建一个新的实例。

易于测试 ：通过将RedisTemplate的配置和创建逻辑封装在配置类中，并使用@Bean注解来注册它，你可以更容易地编写针对使用RedisTemplate的代码的单元测试。你可以使用Spring的测试支持来模拟或替换RedisTemplate，以便在测试环境中运行你的代码，而无需连接到实际的Redis服务器。

支持多种配置 ：如果你的应用需要多种配置的RedisTemplate实例（例如，用于不同的Redis数据库或具有不同序列化设置的实例），你可以通过在同一配置类中定义多个带有@Bean注解的方法来轻松实现这一点。Spring容器将能够区分这些不同的bean，并在需要时将它们注入到正确的位置。

2.4 测试 redis 连接和操作

可以通过一个 main 方法测试，这里介绍单元测试方式：

java 复制代码

@SpringBootTest
public class SpringDataRedisTest {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    public void testRedisTemplate(){
        System.out.println(redisTemplate);
        //string数据操作
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
        //hash类型的数据操作
        HashOperations hashOperations = redisTemplate.opsForHash();
        //list类型的数据操作
        ListOperations listOperations = redisTemplate.opsForList();
        //set类型数据操作
        SetOperations setOperations = redisTemplate.opsForSet();
        //zset类型数据操作
        ZSetOperations zSetOperations = redisTemplate.opsForZSet();
    }
}

运行后，提示测试成功即可！

2.5 使用 Java 操作 Redis

主要分为以下几种操作：

操作字符串类型
操作集合数据类型
操作列表数据类型
操作哈希数据类型
操作有序集合数据类型
通用的操作命令

java 复制代码

/**
     * 操作字符串类型的数据
     */
    @Test
    public void testString() {
        // 设置键值对
        redisTemplate.opsForValue().set("name", "小明");
        // 获取对应key的值
        String city = (String) redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println(city);
        // 添加String类型的数据，同时设置过期时间
        redisTemplate.opsForValue().set("code", "1234", 3, TimeUnit.MINUTES);

        // 在某个key不存在是设置值
        redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "1");
        redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "2");
    }

    /**
     * 操作集合类型的数据
     */
    @Test
    public void testSet() {
        SetOperations setOperations = redisTemplate.opsForSet();

        // 添加元素 set1不存在创建并添加，存在直接添加
        setOperations.add("set1", "a", "b", "c");
        setOperations.add("set2", "a", "c", "f");

        // 获取set1中的所有成员
        Set member = setOperations.members("set1");
        System.out.println(member);

        // 统计元素数量
        Long size = setOperations.size("set1");
        System.out.println(size);

        // 计算交集
        Set intersect = setOperations.intersect("set1", "set2");
        System.out.println(intersect);

        // 计算并集
        Set union = setOperations.union("set1", "set2");
        System.out.println(union);

        // 移除局部元素
        setOperations.remove("set1", "a", "b");
    }

    /**
     * 操作列表类型的数据
     */
    @Test
    public void testList() {
        ListOperations listOperations = redisTemplate.opsForList();

        // 将对多个值从左到右插入到list中
        listOperations.leftPushAll("mylist", "a", "b", "c");
        // 将多个值从左到右插入到list中（头部插入）
        listOperations.leftPush("mylist", "d");

        // 获取从0到-1的所有元素（即全部元素）
        List muList = listOperations.range("mylist", 0, -1);
        System.out.println(muList);

        // 从list的右边移除并返回最后一个元素
        listOperations.rightPop("mylist");

        // 统计元素数量
        Long size = listOperations.size("mylist");
        System.out.println(size);
    }

    /**
     * 操作哈希类型的数据
     */
    @Test
    public void testHash() {
        HashOperations hashOperations = redisTemplate.opsForHash();

        // 添加一个hash字段并赋值==对象和属性的关系
        hashOperations.put("100", "name", "tom");
        hashOperations.put("100", "age", "20");

        // 获取字段中某个元素
        String name = (String) hashOperations.get("100", "name");
        System.out.println(name);

        // 获取所有的字段名
        Set keys = hashOperations.keys("100");
        System.out.println(keys);

        // 获取所有的字段值
        List values = hashOperations.values("100");
        System.out.println(values);

        // 删除字段age
        hashOperations.delete("100", "age");
    }

    /**
     * 操作有序集合类型的数据
     */
    @Test
    public void testZset() {
        ZSetOperations zSetOperations = redisTemplate.opsForZSet();

        // 像zset中添加元素并设置其分数
        zSetOperations.add("zset1", "a", 10);
        zSetOperations.add("zset1", "b", 12);
        zSetOperations.add("zset1", "c", 9);

        // 按照分数高低获取zset中的所有元素
        Set zset1 = zSetOperations.range("zset1", 0, -1);
        System.out.println(zset1);

        // 将zset1中的c分数改为10
        zSetOperations.incrementScore("zset1", "c", 10);
        // 移除两个元素
        zSetOperations.remove("zset1", "a", "b");
    }


    /**
     * 通用命令操作
     */
    @Test
    public void testCommon() {
        // 获取所有键 * 通配符
        Set keys = redisTemplate.keys("*");
        System.out.println(keys);

        // 检查是否存在某个键 key = ？
        Boolean name = redisTemplate.hasKey("name");
        Boolean set1 = redisTemplate.hasKey("set1");

        // 遍历keys集合获取每个keys的类型 DataType是枚举了redis的list\string\set\zset\hash等类型
        for (Object key : keys) {
            DataType type = redisTemplate.type(key);
            System.out.println(type.name());
        }

        // 删除某个键关联的数据
        redisTemplate.delete("mylist");
    }

运行之后配合 redis 可视化工具可以看到以上代码添加的数据，一定要先切换到数据库号为 10 的 redis 数据库方可查看到相关数据。
控制台查看效果：

可视化工具查看效果：

2.6 五种常见数据类型的一般使用场景

字符串（String）

适用场景：

缓存：将常用的数据（如用户信息、页面内容等）存储在 Redis 的 String 类型中，以减轻数据库的压力，提高访问速度。
计数器：利用 Redis 的自增（INCR）和自减（DECR）操作，可以很方便地实现计数功能，如网站的访问次数、点赞数等。
分布式锁：基于 String 类型的特性，可以实现分布式锁，保证在分布式系统中的数据一致性和并发控制。

哈希（Hash）

适用场景：

对象属性存储：将对象的各个属性存储在 Hash 类型中，每个字段对应一个属性，方便快速查找和更新用户信息、商品信息等。
缓存对象：对于一些复杂的对象，可以将其序列化后存储在 Hash 类型中，避免多次数据库查询。
配置信息：使用 Hash 类型来存储配置信息，如数据库连接参数、日志级别等，方便快速读取和更新。

列表（List）

适用场景：

消息队列：List 类型可以实现简单的消息队列，将消息依次插入到列表的一端，消费者从另一端取出消息，实现异步处理和解耦。
动态数据流：如社交平台中的朋友圈，可以使用 List 存储用户的动态内容，新的动态插入到列表头部，用户读取动态时从头部获取最新内容。

集合（Set）

适用场景：

标签系统：在开发博客系统或商品系统时，可以使用 Set 存储每篇文章或商品的标签，方便根据标签进行分类和搜索。
共同好友：在社交应用中，可以利用 Set 存储用户的好友列表，通过求交集来找出共同的好友，实现共同兴趣的推荐。
黑名单管理：将需要屏蔽的用户或信息存储在 Set 中，方便快速查找和删除。

有序集合（Sorted Set）

适用场景：

排行榜：在游戏应用或社交应用中，可以使用 Sorted Set 存储用户的得分信息，根据分数排名，实现排行榜功能。
延时任务：将任务的执行时间作为分数，将任务存储在 Sorted Set 中，定时从集合中取出需要执行的任务。
热度排名：在新闻、视频等应用中，可以根据内容的点击量、观看时长等作为分数，使用 Sorted Set 进行热度排名。