IT老王：redis

随着互联网网站的兴起，传统的关系数据库在应付动态网站，特别是超大规模和高并发的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。如商城网站中对商品数据频繁查询、对热搜商品的排行统计、订单超时问题、以及微信朋友圈（音频，视频）存储等相关使用传统的关系型数据库实现就显得非常复杂，虽然能实现相应功能但是在性能上却不是那么乐观。nosql这个技术门类的出现，更好的解决了这些问题，它告诉了世界不仅仅是sql。

3. NoSQL的四大分类

3.1. 键值(Key-Value)存储数据库

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# 1.说明:
- 这一类数据库主要会使用到一个哈希表，这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。

# 2.特点
- Key/value模型对于IT系统来说的优势在于简单、易部署。  
- 但是如果DBA只对部分值进行查询或更新的时候，Key/value就显得效率低下了。

# 3.相关产品
- Tokyo Cabinet/Tyrant,
- Redis
- SSDB
- Voldemort 
- Oracle BDB

3.2 .列存储数据库

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# 1.说明
- 这部分数据库通常是用来应对分布式存储的海量数据。

# 2.特点
- 键仍然存在，但是它们的特点是指向了多个列。这些列是由列家族来安排的。

# 3.相关产品
- Cassandra、HBase、Riak.

3.3 .文档型数据库

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# 1.说明
- 文档型数据库的灵感是来自于Lotus Notes办公软件的，而且它同第一种键值存储相类似该类型的数据模型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式存储，比如JSON。文档型数据库可 以看作是键值数据库的升级版，允许之间嵌套键值。而且文档型数据库比键值数据库的查询效率更高

# 2.特点
- 以文档形式存储

# 3.相关产品
- MongoDB、CouchDB、 MongoDb(4.x). 国内也有文档型数据库SequoiaDB，已经开源。

3.4 .图形(Graph)数据库

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# 1.说明
- 图形结构的数据库同其他行列以及刚性结构的SQL数据库不同，它是使用灵活的图形模型，并且能够扩展到多个服务器上。
- NoSQL数据库没有标准的查询语言(SQL)，因此进行数据库查询需要制定数据模型。许多NoSQL数据库都有REST式的数据接口或者查询API。

# 2.特点

# 3.相关产品
- Neo4J、InfoGrid、 Infinite Graph、

4. NoSQL应用场景

缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）
聊天室的在线好友列表
任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
应用排行榜
网站访问统计
数据过期处理（可以精确到毫秒）
分布式集群架构中的 session 分离

5. 什么是Redis

Redis is an open source (BSD licensed), in-memory data structure store, used as a database, cache and message broker.

Redis 开源遵循BSD 基于内存数据存储被用于作为数据库缓存消息中间件

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，官方提供测试数据，50个并发执行100000个请求，读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s，且 Redis 通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止 Redis 支持的键值数据类型如下：字符串类型 String 哈希类型 Hash 列表类型 List 集合类型 Set 有序集合类型 sortedset

总结: redis是一个内存型的数据库

6. Redis特点

Redis是一个高性能key/value内存型数据库
Redis支持丰富的数据类型
Redis支持持久化
Redis单线程,单进程

二、Redis安装和设置

1.下载安装

Redis 官网（Linux 版本） Redis 中文官网 Redis （Windows 版本）GitHub 下载

解压直接可以使用，找到文件：
- redis.windows.conf ：配置文件
- redis-cli.exe ：Redis 的客户端
- redis-server.exe ：Redis 的服务器端
  
  开启 Redis 时，需要先双击开启服务器端，再开启客户端
服务器端

客户端

要先开启服务器端，才能开启客户端

三、 Redis命令操作

1 数据库操作指令

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# 1.Redis中库说明
- 使用redis的默认配置器动redis服务后,默认会存在16个库,编号从0-15
- 可以使用select 库的编号 来选择一个redis的库

# 2.Redis中操作库的指令
- 清空当前的库  FLUSHDB
- 清空全部的库  FLUSHALL

2 操作key相关指令

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# 1.DEL指令
- 语法 :  DEL key [key ...] 
- 作用 :  删除给定的一个或多个key 。不存在的key 会被忽略。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 被删除key 的数量。 

# 2.EXISTS指令
- 语法:  EXISTS key
- 作用:  检查给定key 是否存在。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 若key 存在，返回1 ，否则返回0。

# 3.EXPIRE
- 语法:  EXPIRE key seconds
- 作用:  为给定key 设置生存时间，当key 过期时(生存时间为0 )，它会被自动删除。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 时间复杂度： O(1)
- 返回值：设置成功返回1 。

# 4.KEYS
- 语法 :  KEYS pattern
- 作用 :  查找所有符合给定模式pattern 的key 。
- 语法:
    KEYS * 匹配数据库中所有key 。
    KEYS h?llo 匹配hello ，hallo 和hxllo 等。
    KEYS h*llo 匹配hllo 和heeeeello 等。
    KEYS h[ae]llo 匹配hello 和hallo ，但不匹配hillo 。特殊符号用 "\" 隔开
-可用版本： >= 1.0.0
-返回值： 符合给定模式的key 列表。

# 5.TTL
- 语法 :   TTL key
- 作用 :   以秒为单位，返回给定key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：
    当key 不存在时，返回-2 。
    当key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1 。
    否则，以秒为单位，返回key 的剩余生存时间。
- Note : 在Redis 2.8 以前，当key 不存在，或者key 没有设置剩余生存时间时，命令都返回-1 。

# 6.RENAME
- 语法 :  RENAME key newkey
- 作用 :  将key 改名为newkey 。当key 和newkey 相同，或者key 不存在时，返回一个错误。当newkey 已经存在时，RENAME 命令将覆盖旧值。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 改名成功时提示OK ，失败时候返回一个错误。

# 7.TYPE
- 语法 :  TYPE key
- 作用 :  返回key 所储存的值的类型。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：
    none (key 不存在)
    string (字符串)
    list (列表)
    set (集合)
    zset (有序集)
    hash (哈希表)
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：官网也给出了命令解释

Commands | Docshttps://redis.io/commands

3 String类型

1. 内存存储模型

2. 常用操作命令

命令	说明
set	设置一个key/value
get	根据key获得对应的value
mset	一次设置多个key value
mget	一次获得多个key的value
getset	获得原始key的值，同时设置新值
strlen	获得对应key存储value的长度
append	为对应key的value追加内容
setex	设置一个key存活的有效期（秒）
setnx	存在不做任何操作,不存在添加
msetnx原子操作(只要有一个存在不做任何操作)	可以同时设置多个key,只有有一个存在都不保存
decr	进行数值类型的-1操作
decrby	根据提供的数据进行减法操作
Incr	进行数值类型的+1操作
incrby	根据提供的数据进行加法操作

incrby age 10

setex key time value

4 List类型

list 列表相当于java中list 集合特点：元素有序且可以重复

1.内存存储模型

2.常用操作指令

命令	说明
lpush	将某个值加入到一个key列表头部
lpushx	同lpush,但是必须要保证这个key存在
rpush	将某个值加入到一个key列表末尾
rpushx	同rpush,但是必须要保证这个key存在
lpop	返回和移除列表左边的第一个元素
rpop	返回和移除列表右边的第一个元素
lrange	获取某一个下标区间内的元素,从0开始
llen	获取列表元素个数
lset	设置某一个指定索引的值(索引必须存在)
lindex	获取某一个指定索引位置的元素
lrem	删除重复元素
ltrim	保留列表中特定区间内的元素
linsert	在某一个元素之前，之后插入新元素

lpush 集合名元素名

llen 集合名

lrange 集合名开始索引结束索引

lindex 集合名索引

lrem 集合名删除的个数元素名

5 Set类型

特点: Set类型 Set集合元素无序不可以重复，好友，可能认识的人。

1.内存存储模型

2.常用命令

命令	说明
sadd	为集合添加元素
smembers	显示集合中所有元素无序
scard	返回集合中元素的个数
spop	随机返回一个元素并将元素在集合中删除
smove	从一个集合中向另一个集合移动元素必须是同一种类型
srem	从集合中删除一个元素
sismember	判断一个集合中是否含有这个元素
srandmember	随机返回元素
sdiff	求差集
sinter	求交集
sunion	求和集

sadd 集合名元素名

smembers 集合名

scard 集合名

sinter 集合1 集合2

6 ZSet类型

特点: 可排序的set集合排序不可重复，因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

ZSET 官方可排序SET sortSet

1.内存模型

2.常用命令

命令	说明
zadd	添加一个有序集合元素
zcard	返回集合的元素个数
zrange 升序 zrevrange 降序	返回一个范围内的元素
zrangebyscore	按照分数查找一个范围内的元素
zrank	返回排名
zrevrank	倒序排名
zscore	显示某一个元素的分数
zrem	移除某一个元素
zincrby	给某个特定元素加分

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ZADD KEY_NAME SCORE1 VALUE1.. SCOREN VALUEN
zrange 集合名 开始索引  结束索引
zrange 集合名 开始索引  结束索引

7 hash类型

特点: value 是一个map结构存在key value key 无序的

1.内存模型

2.常用命令

命令	说明
hset	设置一个key/value对
hget	获得一个key对应的value
hgetall	获得所有的key/value对
hdel	删除某一个key/value对
hexists	判断一个key是否存在
hkeys	获得所有的key
hvals	获得所有的value
hmset	设置多个key/value
hmget	获得多个key的value
hsetnx	设置一个不存在的key的值
hincrby	为value进行加法运算
hincrbyfloat	为value加入浮点值

hset 集合名 key value

hset 集合 key

四、持久化机制

client redis[内存] -----> 内存数据- 数据持久化-->磁盘

Redis官方提供了两种不同的持久化方法来将数据存储到硬盘里面分别是:

RDB 快照(Snapshot)
AOF (Append Only File) 只追加日志文件

1. RDB方式快照(Snapshot)

1.1. 特点

这种方式可以将某一时刻的所有数据都写入硬盘中,当然这也是redis的默认开启持久化方式,保存的文件是以.rdb形式结尾的文件因此这种方式也称之为RDB方式。

1.2.快照生成方式

客户端方式: BGSAVE 和 SAVE指令
服务器配置自动触发

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# 1.客户端方式之BGSAVE
- a.客户端可以使用BGSAVE命令来创建一个快照,当接收到客户端的BGSAVE命令时,redis会调用fork来创建一个子进程,然后子进程负责将快照写入磁盘中,而父进程则继续处理命令请求。
    
    名词解释: fork当一个进程创建子进程的时候,底层的操作系统会创建该进程的一个副本,在类unix系统中创建子进程的操作会进行优化:在刚开始的时候,父子进程共享相同内存,直到父进程或子进程对内存进行了写之后,对被写入的内存的共享才会结束服务`
# 2.客户端方式之SAVE
- b.客户端还可以使用SAVE命令来创建一个快照,接收到SAVE命令的redis服务器在快照创建完毕之前将不再响应任何其他的命令
- b.客户端还可以使用SAVE命令来创建一个快照,接收到SAVE命令的redis服务器在快照创建完毕之前将不再响应任何其他的命令

注意: SAVE命令并不常用,使用SAVE命令在快照创建完毕之前,redis处于阻塞状态,无法对外服务

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# 3.服务器配置方式之满足配置自动触发
- 如果用户在redis.conf中设置了save配置选项,redis会在save选项条件满足之后自动触发一次BGSAVE命令,如果设置多个save配置选项,当任意一个save配置选项条件满足,redis也会触发一次BGSAVE命令
- 如果用户在redis.conf中设置了save配置选项,redis会在save选项条件满足之后自动触发一次BGSAVE命令,如果设置多个save配置选项,当任意一个save配置选项条件满足,redis也会触发一次BGSAVE命令

在一定的间隔中，检测 key 的变化情况，然后持久化数据编辑 redis.windows.conf 文件（不同版本位置可能不同）
- save 900 1 ：15分钟至少有一个 key 发生改变就持久化一次
- save 300 10 ：5分钟至少有十个 key 发生改变就持久化一次
- save 60 10000 ：1分钟至少有一万个 key 发生改变就持久化一次
假如更改了上述配置文件（不建议更改） save 900 1 save 300 10 save 10 5
需要使用是，就不能按上述方法正常点击 Redis 服务器端运行了：需要重新启动 Redis 服务器，并指定配置文件名称，使用命令行（Windows + R 键输入 cmd，之后打开后输入 cd /d 文件夹路径），客户端依旧双击打开盘符:\存放目录\redis 版本号>redis-server.exe redis.windows.conf
之后在客户端中输入键存入值，就会在 Redis 文件夹目录中产生一个 dump.rdb 文件进行存储数据

2.AOF 只追加日志文件

2.1.特点

AOF ：日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作，可以在每一次命令操作后，持久化数据
- 编辑 redis.windows.conf 文件（不同版本位置可能不同）

appendonly no（默认关闭 aof） → appendonly yes（开启 aof）（使用时依旧需要重新启动 Redis 服务器，并指定配置文件名称，使用命令行（Windows + R 键输入 cmd，之后打开后输入 cd /d 文件夹路径），客户端依旧双击打开，进行操作后生成持久化文件：appendonly.aof）（这种操作对性能影响较大）
- appendfsync always ：（默认被注释）每一次操作都进行持久化
- appendfsync everysec ：（默认开启）每隔一秒进行一次持久化
- appendfsync no ：（默认被注释）不进行持久化

3. 持久化总结

两种持久化方案既可以同时使用(aof),又可以单独使用,在某种情况下也可以都不使用,具体使用那种持久化方案取决于用户的数据和应用决定。

无论使用AOF还是快照机制持久化,将数据持久化到硬盘都是有必要的,除了持久化外,用户还应该对持久化的文件进行备份(最好备份在多个不同地方)。

五使用 Java 客户端操作 Redis

Java 客户端 Jedis Jedis ：一款 Java 操作 Redis 数据库的工具

1.使用步骤

1.下载 Jedis 的 jar 包

使用 Maven 导入依赖 jar 包（注意版本的对应使用）

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<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>3.3.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>2.7.1</version>
</dependency>

2.使用

在开启 Redis 服务器端和客户端的前提下 Java 操作

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 @Test
 public void test01(){
     // 1. 获取连接
     Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
     // 2. 操作
     jedis.set("username","zhangsan");
     // 3. 关闭连接
     jedis.close();
 }

2.Jedis 操作各种 Redis 数据结构

字符串类型：String
- set
- get

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    @Test
    public void test02(){
        // 1. 获取连接
        // 如果使用空参构造，默认值"localhost"，6379端口
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2. 操作
        // 存储
        jedis.set("username","zhangsan");
        // 获取
        String username = jedis.get("username");
        System.out.println(username);
        // 可以使用 setex() 方法存储可以指定过期时间的 key value
        jedis.setex("activecode",20,"value"); // 将 activecode：value 键值存入 redis，并且20秒后自动删除该键值对
        // 可以存储有时效的激活码，验证码等
        // 3. 关闭连接
        jedis.close();
    }

哈希类型 Hash：Map 格式

hset
hget
hgetAll

md-end-block 复制代码

    @Test
    public void test03(){
        // 1. 获取连接
        // 如果使用空参构造，默认值"localhost"，6379端口
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2. 操作
        // 存储 Hash
        jedis.hset("user","name","lisi");
        jedis.hset("user","age","23");
        jedis.hset("user","gender","male");
        // 获取 Hash
        String name=jedis.hget("user","name");
        System.out.println(name);
        // 获取 Hash 的所有 map 中的数据
        Map<String, String> user = jedis.hgetAll("user");
        Set<String> keySet = user.keySet();
        for (String key :
                keySet) {
            // 获取 value
            String value = user.get(key);
            System.out.println(key+":"+value);
        }
        // 3. 关闭连接
        jedis.close();
    }

列表类型 List ：LinkedList 格式，支持重复元素

lpush/rpush
lpop/rpop
lrange start end

md-end-block 复制代码

    @Test
    public void test04(){
        // 1. 获取连接
        // 如果使用空参构造，默认值"localhost"，6379端口
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2. 操作
        // List 存储
        jedis.lpush("mylist","a","b","c"); // 从左边存
        jedis.rpush("mylist","a","b","c"); // 从右边存
        // List 范围获取
        List<String> mylist = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
        System.out.println(mylist);
        // List 弹出
        String element01 = jedis.lpop("mylist"); // c
        System.out.println(element01);
        String element02 = jedis.rpop("mylist"); // c
        System.out.println(element02);
        // List 范围获取
        List<String> newMylist = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
        System.out.println(newMylist);
        // 3. 关闭连接
        jedis.close();
    }

集合类型 Set ：不允许重复元素

sadd

md-end-block 复制代码

    @Test
    public void test05(){
        // 1. 获取连接
        // 如果使用空参构造，默认值"localhost"，6379端口
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2. 操作
        // Set 存储
        jedis.sadd("myset","java","php","c++");
        // Set 获取
        Set<String> myset = jedis.smembers("myset");
        System.out.println(myset);
        // 3. 关闭连接
        jedis.close();
    }

有序集合类型 sorted set ：不允许重复元素，且元素有顺序

zadd

md-end-block 复制代码

    @Test
    public void test06(){
        // 1. 获取连接
        // 如果使用空参构造，默认值"localhost"，6379端口
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2. 操作
        // sorted set 存储
        jedis.zadd("mysortedset",85,"张三");
        jedis.zadd("mysortedset",70,"李四");
        jedis.zadd("mysortedset",90,"王五");
        // sorted set 获取
        Set<String> mysortedset = jedis.zrange("mysortedset", 0, -1);
        System.out.println(mysortedset);
        // 3. 关闭连接
        jedis.close();
    }

3. Jedis 连接池：JedisPool

使用：
1. 创建 JedisPool 连接池对象
2. 调用方法 getResource() 方法获取 Jedis 连接

md-end-block 复制代码

    @Test
    public void test07(){
        // 创建一个配置对象
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        // 设置连接池的最大数目
        config.setMaxTotal(50);
        //设置空闲时连接池保有最大链接数目
        config.setMaxIdle(10);
        // 1. 创建 Jedis 连接池对象
        JedisPool jedisPool = new JedisPool(config,"localhost",6379);
        // 2. 获取连接
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        // 3. 使用
        jedis.set("key","value");
        // 4. 关闭，归还到连接池中
        jedis.close();
    }

4.Jedis 连接池工具类

如果是使用 Maven 框架（如果没有使用 Maven 框架，则直接在 src 目录下创建资源包），则需要在 resources 目录下新建 jedis.properties 资源包，内容如下

md-end-block 复制代码

host=127.0.0.1
port=6379
maxTotal=50
maxIdle=10

工具类

md-end-block 复制代码

public class JedisPoolUtils {
    /**
     *  JedisPool 工具类
     *  加载配置文件，配置连接池的参数
     *  提供获取连接的方法
     */
    private static JedisPool jedisPool;
    static {
        // 读取配置文件
        InputStream inputStream = JedisPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jedis.properties");
        // 创建 Properties 对象
        Properties properties = new Properties();
        // 关联文件
        try {
            properties.load(inputStream);
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
        // 获取数据，设置 JedisPoolConfig 中
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(Integer.parseInt((properties.getProperty("maxTotal"))));
        config.setMaxIdle(Integer.parseInt((properties.getProperty("maxIdle"))));
        // 初始化 JedisPool
        jedisPool = new JedisPool(config, properties.getProperty("host"), Integer.parseInt(properties.getProperty("port")));
    }
    // 获取连接方法
    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPool.getResource();
    }
}

测试类

md-end-block 复制代码

    @Test
    public void test08(){
        // 通过连接池工具类获取
        Jedis jedis = JedisPoolUtils.getJedis();
        // 使用
        jedis.set("key","value");
        // 关闭，归还到连接池中
        jedis.close();
    }

老王讲IT 性感有魅力

一、 Redis介绍

1. NoSQL的引言

2. 为什么是NoSQL

3. NoSQL的四大分类

3.1. 键值(Key-Value)存储数据库

3.2 .列存储数据库

3.3 .文档型数据库

3.4 .图形(Graph)数据库

4. NoSQL应用场景

5. 什么是Redis

6. Redis特点

二、Redis安装和设置

1.下载安装

三、 Redis命令操作

1 数据库操作指令

2 操作key相关指令

3 String类型

1. 内存存储模型

2. 常用操作命令

4 List类型

1.内存存储模型

2.常用操作指令

5 Set类型

1.内存存储模型

2.常用命令

6 ZSet类型

1.内存模型

2.常用命令

7 hash类型

1.内存模型

2.常用命令

四、持久化机制

1. RDB方式 快照(Snapshot)

1.1. 特点

1.2.快照生成方式

2.AOF 只追加日志文件

2.1.特点

3. 持久化总结

五 使用 Java 客户端操作 Redis

1.使用步骤

1.下载 Jedis 的 jar 包

2.使用

2.Jedis 操作各种 Redis 数据结构

3. Jedis 连接池：JedisPool

4.Jedis 连接池工具类

1. RDB方式快照(Snapshot)

五使用 Java 客户端操作 Redis