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你心中理想的Redis课程是什么样子的?
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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:
安装省略...
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
编程客户端
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
不指定commond时,会进入redis-cli
的交互控制台:
GitHub上的大神编写了Redis的图形化桌面客户端,地址:GitHub - RedisInsight/RedisDesktopManager
在下面这个仓库可以找到安装包:
Releases · lework/RedisDesktopManager-Windows · GitHub
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:
Redis为了方便我们学习,将操作不同数据类型的命令也做了分组,在官网(https:/redis.io/commands)可以查看到不同的命令:
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:
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.
String的常见命令有:
Redis没有类似MySQL中的Table的概念,我们该如何区分不同类型的key呢?
key的结构
这个格式并非固定,也可以根据自己的需求来删除或添加词条。
例如我们的项目名称叫heima,有user和product两种不同类型的数据,我们可以这样定义key:
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:
总结:
String类型的三种格式:
Redis的key的格式:
Hash类型,也叫散列,其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,当需要修改对象某个字段时很不方便:
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的常见命令有:
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:
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:
思考:
如何利用List结构模拟一个栈?
如何利用List结构模拟一个队列?
如何利用List结构模拟一个阻塞队列?
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:
String的常见命令有:
Set命令的练习
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。 sadd zs lisi wangwu zhaoliu 李四的好友有:王五、麻子、二狗 sadd lisi wangwu mazi ergou 利用Set的命令实现下列功能: 计算张三的好友有几人 scard zs 计算张三和李四有哪些共同好友 sinter zs lisi 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友。 sdiff zs lisi 查询张三和李四的好友总共有哪些人 sunion zs lisi 判断李四是否是张三的好友 sismember zs lisi 判断张三是否是李四的好友 sismember lisi zs 将李四从张三的好友列表中移除 srem zs lisi
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:
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
SortedSet命令练习
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 zadd stus 85 jack 89 lucy 82 rose 95 tom 78 jerry 92 amy 76 miles 并实现下列功能: 删除Tom同学 zrem stus tom 获取Amy同学的分数 zscore stus amy 获取Rose同学的排名 zrank stus rose zrevrank stus rose 查询80分以下有几个学生 zcount stus 0 80 给Amy同学加2分 zincrby stus 2 amy 查出成绩前3名的同学 zrange stus 0 2 zrevrange stus 0 2 查出成绩80分以下的所有同学 zrangebyscore stus 0 80
在Redis官网中提供了各种语言的客户端,地址: https://redis.io/clients
Jedis的官网地址: https://github.com/redis/jedis,我们先来个快速入门:
引入依赖:
建立连接:
测试string:
释放资源
pom.xml
- <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
- <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
- xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
- xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
- <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
-
- <groupId>org.example</groupId>
- <artifactId>_20231126</artifactId>
- <version>1.0-SNAPSHOT</version>
-
- <properties>
- <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
- <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
- <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
- </properties>
-
- <dependencies>
- <dependency>
- <groupId>redis.clients</groupId>
- <artifactId>jedis</artifactId>
- <version>3.7.0</version>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
- <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
- <version>5.7.0</version>
- <scope>test</scope>
- </dependency>
- </dependencies>
-
- </project>
JedisTest.class
- import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
- import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
- import org.junit.jupiter.api.Test;
- import redis.clients.jedis.Jedis;
-
- import java.util.Map;
-
- public class JedisTest {
- private Jedis jedis;
-
- @BeforeEach
- void setUp() {
- jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
- jedis.select(0);
- }
-
- @AfterEach
- void tearDown() {
- if (jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
-
- @Test
- void testString() {
- String result = jedis.set("name", "虎哥");
- System.out.println("result = " + result);
- String name = jedis.get("name");
- System.out.println("name = " + name);
- }
-
- @Test
- void testHash() {
- jedis.hset("user:1", "name", "jack");
- jedis.hset("user:1", "age", "21");
-
- Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");
- System.out.println(map);
- }
- }
总结:
Jedis使用的基本步骤:
Jedis本身是线程不安全的,并且频繁的创建和销毁连接会有性能损耗,因此我们推荐大家使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式
JedisConnectionFactory.class
- import redis.clients.jedis.Jedis;
- import redis.clients.jedis.JedisPool;
- import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
-
- public class JedisConnectionFactory {
- private static final JedisPool jedisPool;
-
- static {
- JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
- poolConfig.setMaxTotal(8);
- poolConfig.setMaxIdle(8);
- poolConfig.setMinIdle(0);
- poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);
- jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "127.0.0.1", 6379, 1000);
- }
-
- public static Jedis getJedis() {
- return jedisPool.getResource();
- }
- }
JedisTest1.class
- import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
- import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
- import org.junit.jupiter.api.Test;
- import redis.clients.jedis.Jedis;
-
- import java.util.Map;
-
- public class JedisTest1 {
- private Jedis jedis;
-
- @BeforeEach
- void setUp() {
- jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();
- jedis.select(0);
- }
-
- @AfterEach
- void tearDown() {
- if (jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
-
- @Test
- void testString() {
- String result = jedis.set("name", "虎哥");
- System.out.println("result = " + result);
- String name = jedis.get("name");
- System.out.println("name = " + name);
- }
-
- @Test
- void testHash() {
- jedis.hset("user:1", "name", "jack");
- jedis.hset("user:1", "age", "21");
-
- Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");
- System.out.println(map);
- }
- }
SpringData是Spring中数据操作的模块,包含对各种数据库的集成,其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis,官网地址: https://spring.io/projects/spring-data-redis
SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类,其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中:
SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持,使用非常简单:
引入依赖
配置文件
注入RedisTemplate
编写测试
pom.xml
- <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
- <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
- xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
- <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
- <parent>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
- <version>2.5.6</version>
- <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
- </parent>
- <groupId>com.example</groupId>
- <artifactId>_20231126_1</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <name>_20231126_1</name>
- <description>_20231126_1</description>
- <properties>
- <java.version>8</java.version>
- </properties>
-
- <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>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>org.apache.commons</groupId>
- <artifactId>commons-pool2</artifactId>
- </dependency>
- </dependencies>
-
- <build>
- <plugins>
- <plugin>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
- <configuration>
- <image>
- <builder>paketobuildpacks/builder-jammy-base:latest</builder>
- </image>
- </configuration>
- </plugin>
- </plugins>
- </build>
-
- </project>
application.yml
- spring:
- redis:
- host: 127.0.0.1
- port: 6379
- database: 0
- lettuce:
- pool:
- max-active: 8
- max-idle: 8
- min-idle: 0
- max-wait: 100ms
ApplicationTests.class
- package com.example._20231126_1;
-
- import org.junit.jupiter.api.Test;
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
- import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
-
- @SpringBootTest
- class ApplicationTests {
-
- @Autowired
- private RedisTemplate redisTemplate;
-
- @Test
- void testString() {
- redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
- Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
- System.out.println(name);
- }
- }
RedisTemplate可以接收任意Object作为值写入Redis,只不过写入前会把Object序列化为字节形式,默认是采用JDK序列化,得到的结果是这样的:
缺点:
我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式,代码如下:
pom.xml
- <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
- <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
- xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
- <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
- <parent>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
- <version>2.5.6</version>
- <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
- </parent>
- <groupId>com.example</groupId>
- <artifactId>_20231126_1</artifactId>
- <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
- <name>_20231126_1</name>
- <description>_20231126_1</description>
- <properties>
- <java.version>8</java.version>
- </properties>
-
- <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>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>org.apache.commons</groupId>
- <artifactId>commons-pool2</artifactId>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
- <artifactId>jackson-databind</artifactId>
- </dependency>
- <dependency>
- <groupId>org.projectlombok</groupId>
- <artifactId>lombok</artifactId>
- </dependency>
- </dependencies>
-
- <build>
- <plugins>
- <plugin>
- <groupId>org.springframework.boot</groupId>
- <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
- <configuration>
- <image>
- <builder>paketobuildpacks/builder-jammy-base:latest</builder>
- </image>
- </configuration>
- </plugin>
- </plugins>
- </build>
-
- </project>
RedisConfig.class
- package com.example._20231126_1.config;
-
- import org.springframework.context.annotation.Bean;
- import org.springframework.context.annotation.Configuration;
- import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
- import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
- import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
- import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;
-
- @Configuration
- public class RedisConfig {
- @Bean
- public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
- RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
- template.setConnectionFactory(connectionFactory);
- GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
-
- template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
- template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
-
- template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
- template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
- return template;
- }
- }
User.class
- package com.example._20231126_1.pojo;
-
- import lombok.AllArgsConstructor;
- import lombok.Data;
- import lombok.NoArgsConstructor;
-
- @Data
- @NoArgsConstructor
- @AllArgsConstructor
- public class User {
- private String name;
- private Integer age;
- }
尽管JSON的序列化方式可以满足我们的需求,但依然存在一些问题,如图:
为了在反序列化时知道对象的类型,JSON序列化器会将类的class类型写入json结果中,存入Redis,会带来额外的内存开销。
为了节省内存空间,我们并不会使用JSON序列化器来处理value,而是统一使用String序列化器
要求只能存储String类型的key和value。当需要存储Java对象时,手动完成对象的序列化和反序列化。
Spring默认提供了一个StringRedisTemplate类,它的key和value的序列化方式默认就是String方式。省去了我们自定义RedisTemplate的过程:
总结:
RedisTemplate的两种序列化实践方案:
RedisStringTests.class
- package com.example._20231126_1;
-
- import com.example._20231126_1.pojo.User;
- import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
- import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
- import org.junit.jupiter.api.Test;
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
- import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
- import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
-
- @SpringBootTest
- class RedisStringTests {
-
- @Autowired
- private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
-
- @Test
- void testString() {
- stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
- Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
- System.out.println(name);
- }
-
- private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
-
- @Test
- void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
- User user = new User("虎哥", 21);
- String json = mapper.writeValueAsString(user);
- stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
- String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
- User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
- System.out.println(user1);
- }
- }
RedisStringTests.class
- package com.example._20231126_1;
-
- import com.example._20231126_1.pojo.User;
- import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
- import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
- import org.junit.jupiter.api.Test;
- import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
- import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
- import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
- import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
-
- import java.util.Map;
-
- @SpringBootTest
- class RedisStringTests {
-
- @Autowired
- private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
-
- @Test
- void testString() {
- stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
- Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
- System.out.println(name);
- }
-
- private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
-
- @Test
- void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
- User user = new User("虎哥", 21);
- String json = mapper.writeValueAsString(user);
- stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
- String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
- User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
- System.out.println(user1);
- }
-
- @Test
- void testHash() {
- stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:400", "name", "虎哥");
- stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:400", "age", "21");
-
- Map<Object, Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:400");
- System.out.println(entries);
- }
- }
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