苍穹外卖日记 | Day5 Redis

一、回顾与概述

在第四天任务中，我们已经完成了套餐模块的独立开发。今天需要学会一项新技术Redis，主要从Redis常用命令以及如何在Java中操作Redis进行展开。

二、Redis的常用命令

1.Redis简介

在了解Redis的常用命令之前，我们先了解到底什么是Redis。Redis实质上是一个基于内存的key-value结构数据库，他存储的value类型比较丰富，也被称为结构化的非关系型数据库（NoSQL），同时支持将数据持久化到磁盘。它不仅是缓存工具，更是一个功能丰富的数据结构服务器。

（1）核心特点

1. 纯内存存储 ：数据默认在内存中读写，速度极快，单实例 QPS 可达 10 万级。

2. 丰富的数据结构：支持字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（ZSet）等多种原生数据结构，满足复杂业务场景。

3. 持久化机制 ：提供 **RDB（快照）和 AOF（日志追加）**两种持久化方式，可在重启后恢复数据，兼顾性能与可靠性。

4. 高并发与原子性 ：所有命令都是单线程原子执行，天然避免了多线程竞争问题。

5. 支持集群与高可用 ：通过主从复制、哨兵（Sentinel）和集合（Cluster）模式，轻松实现数据冗余和故障自动切换。

6. 丰富的扩展能力：支持发布订阅（Pub/Sub）、Lua 脚本、事务、过期策略等高级特性。

（2）主要作用

• 缓存热点数据 ：将数据库中的高频访问数据（如商品详情、用户信息）缓存到 Redis，减轻数据库压力，提升接口响应速度。

• 实现分布式锁 ：利用**SETNX**等命令实现分布式环境下的互斥锁，保证多服务操作的一致性。

• 消息队列 ：基于List的LPUSH/RPOP或Pub/Sub 模式，实现轻量级消息队列。

• 计数器与排行榜 ：用String做访问量计数，用ZSet实现实时排行榜（如热门商品、用户积分排名）。

• 会话共享 ：在分布式系统中，将用户Session存储到Redis，实现多服务间的 Session 共享。

（3）典型使用场景

**1.电商场景：**商品详情页缓存、库存扣减计数器、秒杀活动的库存预扣。基于用户行为的实时热门商品排行榜。

**2.社交场景：**用户点赞、关注关系存储（用Set实现共同关注）。动态时间线（用List或ZSet按时间排序存储）。

**3.支付场景：**订单状态缓存，分布式锁保证支付幂等性。

**4.高并发接口：**防刷限流（用String做请求次数计数，结合过期时间）

2.Redis入门

（1）下载地址

Redis中文网下载地址：Click Here

（2）服务器启动停止

启动方式一：双击redis-server.exe启动服务器

启动方式二：找到安装后的文件目录，输入cmd进入命令行，输入以下命令启动。

注意：启动方式二自定义配置更常用，方式一或者方式二不加配置文件会使Redis以默认配置运行。

redis-server.exe redis.windows.conf // 启动服务器并使自定义配置文件生效

关闭方式一：关闭窗口

关闭方式二：CTRL + C

两种启动方式对比：

对比维度	双击启动	命令行指定配置文件启动
配置来源	硬编码默认值	读取 redis.windows.conf 中的自定义配置
持久化	默认关闭 RDB 和 AOF	可在配置文件中开启持久化，避免重启后数据丢失
网络安全	默认绑定 127.0.0.1（仅本地访问）	可配置绑定特定 IP、设置密码，限制外部访问
性能调优	无法调整内存、线程等参数	可设置内存上限、最大连接数、日志级别等
日志管理	日志仅输出到控制台	可指定日志文件路径、日志级别，便于问题排查
稳定性	关闭控制台即终止服务	可配置为 Windows 服务后台运行，稳定性更高

（3）客户端工具

下载地址：Click Here

（4）常用数据类型

Redis存储的是key-value结构的数据，其中key是字符串类型，value有五种常用数据类型：字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set / ZSet）。

数据类型	基本特点	核心能力	典型场景
String	最基础的键值类型，Value 可以是字符串、数字甚至二进制数据，单个 Value 最大能存 512MB。	支持直接对数字进行加减操作（INCR/DECR），也能追加字符串（APPEND）。	缓存用户信息、接口计数器、验证码存储。
Hash	是一个键值对的集合，类似 Java 里的 HashMap，适合存储结构化对象。	可以单独对某个字段进行增删改查（HSET/HGET），不用修改整个对象。	存储用户详情（如 user:1000 的 name、age、email 等字段）、商品信息
List	是一个有序的字符串链表，元素可重复，两端插入 / 删除的时间复杂度为 O (1)	支持从头部或尾部添加 / 弹出元素（LPUSH/RPOP），也能按范围读取（LRANGE）	实现消息队列、时间线动态、评论列表
Set	是无序且唯一的字符串集合，不允许重复元素，支持集合间的交集、并集、差集运算	快速判断元素是否存在（SISMEMBER），以及集合间的运算（SINTER/SUNION）	存储用户的点赞 / 收藏、共同关注好友、抽奖活动的中奖用户去重
Sorted Set / ZSet	和 Set 一样元素唯一，但每个元素会关联一个分数（Score），Redis 会根据分数自动排序	可以按分数范围或排名范围获取元素（ZRANGE/ZREVRANGE），也能快速获取元素的排名（ZRANK）	实时排行榜（如热门商品、用户积分）、带权重的任务队列

3.Redis常用命令

（1）字符串操作命令

1.新增/修改：

SET key value // 设置指定key的值

2.查询：

GET key // 获取指定key的值

3.新增过期键值对：

SETEX key seconds value // 设置指定key的值，并将过期时间设置为seconds秒

4.不存在时新增：

SETNX key value // 只有在key不存在的时候才设置key

5.自增：

INCRBY key increment // 将key所存储的值加上给定的浮点增量值increment

6.自减：

DECRBY key decrement // 将key所存储的值减去给定的减量值decrement

7.拼接：

APPEND key value // 将指定的value追加到该key原来值value的末尾

（2）哈希操作命令

1.新增/修改：

HSET key field value // 将哈希表key中的字段field的值设为value

2.查询：

HGET key field // 获取存储在哈希表中指定字段的值

3.删除：

HDEL key field // 删除存储在哈希表中的指定字段

4.查询哈希表所有字段：

HKEYS key // 获取哈希表中所有字段

5.查询哈希表中所有值：

HVALS key // 获取哈希表中所有值

6.查询哈希表所有字段和值：

HGETALL key // 获取所有字段和值

（3）列表操作命令

1.插入：

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

注意：L表示left，如果时RPUSH那就是插入到列表尾部。添加多个值，空格相隔。

2.查询：

LRANGE key strat stop // 获取列表指定范围内的元素

3.移除：

RPOP key // 移除并获取列表最后一个元素

4.获取长度：

LLEN key // 获取列表长度

（4）集合操作命令

1.新增：

SADD key member1 [member2] // 向集合添加一个或多个成员

2.查询：

SMEMBERS key // 返回集合中的所有成员

3.成员数：

SCARD key // 获取集合的成员数

4.交集：

SINTER key1 [key2] // 返回给定所有集合的交集

5.并集：

SUNION key1 [key2] // 返回所有给定集合的并集

6.差集：

SDIFF set1 set2 // 求set1 - set2(set1里面有set2里面没有)

7.删除：

SREM key member1 [member2] // 删除集合中一个或多个成员

（5）有序集合操作命令

1.新增：

ZADD key score1 member1 [score2 member2] // 向有序集合添加一个或多个成员

2.查询：

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

3.自增：

ZINCRBY key increment member // 有序集合中对指定成员的分数加上增量increment

4.删除：

ZREM key member1 [member2] // 移除有序集合中的一个或多个成员

（6）通用命令

1.查找所有符合给定模式的key：

KEYS pattern

2.检查给定key是否存在：

EXISTS key

3.返回key所存储的值的类型：

TYPE key

4.该命令用于在key存在时删除key：

DEL key

5.重命名：

rename key 新key

6.测试链接是否正常：

ping

7.设置这个key在缓存中的存活时间：

expire key 秒数

8.返回给定key的剩余生存时间，以秒为单位：

ttl key // 返回值为-1：永不过期 返回值为-2：已过期或者不存在

三、Java中操作Redis

1.Redis的Java客户端

Redis的Java客户端很多，常用的几种：Jedis、Lettuce、Spring Data Redis

Spring Data Redis是Spring的一部分，对Redis底层开发进行了高度封装。在Spring项目中，可以使用Spring Data Redis来简化操作。

2.Spring Data Redis使用方式

（1）导入Spring Data Redis的maven坐标

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

（2）配置Redis数据源

在application-dev.yml文件中配置Redis的端口号、地址、密码

sky:
  redis:
    port: 6379
    host: localhost
    password: 123456

在application.yml文件中配置Redis的端口号、地址、密码的引用

spring:
  redis:
    port: ${sky.redis.port}
    host: ${sky.redis.host}
    password: ${sky.redis.password}

（3）编写配置类，创建RedisTemplate对象【可选】

@Bean配合@Configuration将RedisTemplate放入IOC容器中，同时设置Key的序列化器为StringRedisSerializer，即把键key的序列化反序列化方式设定为StringRedisSerializer。

注意：序列化与反序列化和读写操作在Redis中的关系为 -> 写操作之前需要把内存中的数据转换成字节流（序列化），读操作之前需要把传输的字节流还原成内存中可识别的数据（反序列化）。

这里重新设置Key的序列化器主要是避免在Redis客户端看到的键名存在一些多余的符号，但不推荐修改Value的序列化器，原因是修改之后可能破坏跨语言兼容性。

（4）通过RedisTemplate对象操作Redis

由于已经导入了Spring Data Redis，所以redisTemplate对象已经在IOC容器里面了，即便我们没有做第三步编写配置类，他也有默认的配置类，所有直接自动注入即可。

3.RedisTemplate归类封装下的各种Operation接口

（1）ValueOperations

无论使用哪种Operations，第一步都是先使用redisTemplate对象获取对应Operations。ValueOperations是专门用于String数据操作，通过opsForValue获取到。常用set、get方法，set四个参数分别是key名字、key的值、超时时间、超时时间单位。

（2）HashOperations

opsForHash获取对应Operations，专门用于Hash类型数据操作。常用新增操作put，三个参数，key名字，哈希桶的键名、哈希桶的值。keys方法获取所有哈希桶的键名、values方法获取所有哈希桶的值、entries方法获取所有哈希桶键值对。

（3）ZSetOperations

opsForZSet获取对应Operations，专门用于ZSet类型数据操作。常用新增操作add，三个参数，key名字，value值、value值对应的分数score。range方法三个参数，查询的ZSet的key名、起始索引、末尾索引。rangeWithScores方法同上，唯一区别就是返回的值里面第二维是带有value值和score分数的二元组。而且这个二元组DefaultTypedTuple有getValue和getScore两种方法，分别获取value和score。两种查询方法查出来的数据都是按照score升序排序的。

（4）SetOperations

opsForSet获取对应Operations，专门用于Set类型数据操作。常用新增操作add，两个参数，key名字，value值。这个value可以一次性添加多个value。查询操作members，获取给定键名的集合Set。求并集union，求交集intersect，求差集difference（前面差后面）。

（5）ListOperations

opsForList获取对应Operations，专门用于List类型的数据操作。常用新增操作leftPushAll或者rightPushAll，两个参数，key名字，value值。这个value可以一次性添加多个value。查询操作range，三个参数key名、起始索引、末尾索引。移除操作leftPop剔除头部第一个元素。

四、总结

第五天任务量并不大，主要就是学习了Redis的常用命令，以及调用常见API，记住Redis中不同数据类型大概对应有哪些操作即可，API中ValueOperations接口最为常用，其他的需要用的时候查资料即可。