Redis快速入门（2）

2.Redis常见命令

Redis是典型的key-value数据库，key一般是字符串，而value包含很多不同的数据类型：

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：

不同类型的命令称为一个group，我们也可以通过help命令来查看各种不同group的命令：

接下来，我们就学习常见的五种基本数据类型的相关命令。

2.1.Redis通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

• KEYS：查看符合模板的所有key

• DEL：删除一个指定的key

• EXISTS：判断key是否存在

• EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除

• TTL：查看一个KEY的剩余有效期

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

# 查看keys命令的帮助信息：
127.0.0.1:6379> help keys
?
KEYS pattern
summary: Find all keys matching the given pattern
since: 1.0.0
group: generic

2.2.String类型

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：

• string：普通字符串

• int：整数类型，可以做自增、自减操作

• float：浮点类型，可以做自增、自减操作

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.

2.2.1.String的常见命令

String的常见命令有：

• SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对

• GET：根据key获取String类型的value

• MSET：批量添加多个String类型的键值对

• MGET：根据多个key获取多个String类型的value

• INCR：让一个整型的key自增1

• INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2

• INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长

• SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行

• SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

2.2.2.Key结构

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？

例如，需要存储用户、商品信息到redis，有一个用户id是1，有一个商品id恰好也是1，此时如果使用id作为key，那就会冲突了，该怎么办？

我们可以通过给key添加前缀加以区分，不过这个前缀不是随便加的，有一定的规范：

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用':'隔开，格式如下：

    项目名:业务名:类型:id

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。这样以来，我们就可以把不同类型的数据区分开了。从而避免了key的冲突问题。

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：

• user相关的key：heima:user:1

• product相关的key：heima:product:1

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：

KEY	VALUE
heima:user:1	{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}
heima:product:1	{"id":1, "name": "小米11", "price": 4999}

并且，在Redis的桌面客户端中，还会以相同前缀作为层级结构，让数据看起来层次分明，关系清晰：

2.3.Hash类型

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：

• HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值

• HGET key field：获取一个hash类型key的field的值

• HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值

• HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值

• HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value

• HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field

• HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长

• HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

2.4.List类型

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：

• 有序

• 元素可以重复

• 插入和删除快

• 查询速度一般

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：

• LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素

• LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil

• RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素

• RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素

• LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素

• BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

2.5.Set类型

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：

• 无序

• 元素不可重复

• 查找快

• 支持交集、并集、差集等功能

Set的常见命令有：

• SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素

• SREM key member ... : 移除set中的指定元素

• SCARD key： 返回set中元素的个数

• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中

• SMEMBERS：获取set中的所有元素

• SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集

例如两个集合：s1和s2:

求交集：SINTER s1 s2

求s1与s2的不同：SDIFF s1 s2

练习：

1. 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

• 李四的好友有：王五、麻子、二狗

1. 利用Set的命令实现下列功能：

• 计算张三的好友有几人

• 计算张三和李四有哪些共同好友

• 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

• 查询张三和李四的好友总共有哪些人

• 判断李四是否是张三的好友

• 判断张三是否是李四的好友

• 将李四从张三的好友列表中移除

2.6.SortedSet类型

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：

• 可排序

• 元素不重复

• 查询速度快

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：

• ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值

• ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素

• ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值

• ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名

• ZCARD key：获取sorted set中的元素个数

• ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数

• ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值

• ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素

• ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素

• ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

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，例如：

• 升序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member

• 降序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

练习题：

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

并实现下列功能：

• 删除Tom同学

• 获取Amy同学的分数

• 获取Rose同学的排名

• 查询80分以下有几个学生

• 给Amy同学加2分

• 查出成绩前3名的同学

• 查出成绩80分以下的所有同学

3.Redis的Java客户端

在Redis官网中提供了各种语言的客户端，地址：https://redis.io/docs/connect/clients/

其中Java客户端也包含很多：

标记为*的就是推荐使用的java客户端，包括：

• Jedis和Lettuce：这两个主要是提供了Redis命令对应的API，方便我们操作Redis，而SpringDataRedis又对这两种做了抽象和封装，因此我们后期会直接以SpringDataRedis来学习。

• Redisson：是在Redis基础上实现了分布式的可伸缩的java数据结构，例如Map、Queue等，而且支持跨进程的同步机制：Lock、Semaphore等待，比较适合用来实现特殊的功能需求。

3.1.Jedis客户端

Jedis的官网地址： https://github.com/redis/jedis

3.1.1.快速入门

我们先来个快速入门：

1）引入依赖：

<!--jedis-->
<dependency>
 ? ?<groupId>redis.clients</groupId>
 ? ?<artifactId>jedis</artifactId>
 ? ?<version>3.7.0</version>
</dependency>
<!--单元测试-->
<dependency>
 ? ?<groupId>org.junit.jupiter</groupId>
 ? ?<artifactId>junit-jupiter</artifactId>
 ? ?<version>5.7.0</version>
 ? ?<scope>test</scope>
</dependency>

2）建立连接

新建一个单元测试类，内容如下：

private Jedis jedis;
?
@BeforeEach
void setUp() {
 ? ?// 1.建立连接
 ? ?// jedis = new Jedis("192.168.150.101", 6379);
 ? ?jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();
 ? ?// 2.设置密码
 ? ?jedis.auth("123321");
 ? ?// 3.选择库
 ? ?jedis.select(0);
}

3）测试：

@Test
void testString() {
 ? ?// 存入数据
 ? ?String result = jedis.set("name", "虎哥");
 ? ?System.out.println("result = " + result);
 ? ?// 获取数据
 ? ?String name = jedis.get("name");
 ? ?System.out.println("name = " + name);
}
?
@Test
void testHash() {
 ? ?// 插入hash数据
 ? ?jedis.hset("user:1", "name", "Jack");
 ? ?jedis.hset("user:1", "age", "21");
?
 ? ?// 获取
 ? ?Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");
 ? ?System.out.println(map);
}

4）释放资源

@AfterEach
void tearDown() {
 ? ?if (jedis != null) {
 ? ? ? ?jedis.close();
 ?  }
}

3.1.2.连接池

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。

package com.heima.jedis.util;
?
import redis.clients.jedis.*;
?
public class JedisConnectionFactory {
?
 ? ?private static JedisPool jedisPool;
?
 ? ?static {
 ? ? ? ?// 配置连接池
 ? ? ? ?JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
 ? ? ? ?poolConfig.setMaxTotal(8);
 ? ? ? ?poolConfig.setMaxIdle(8);
 ? ? ? ?poolConfig.setMinIdle(0);
 ? ? ? ?poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);
 ? ? ? ?// 创建连接池对象，参数：连接池配置、服务端ip、服务端端口、超时时间、密码
 ? ? ? ?jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "192.168.150.101", 6379, 1000, "123321");
 ?  }
?
 ? ?public static Jedis getJedis(){
 ? ? ? ?return jedisPool.getResource();
 ?  }
}

3.2.SpringDataRedis客户端

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：Spring Data Redis

• 提供了对不同Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）

• 提供了RedisTemplate统一API来操作Redis

• 支持Redis的发布订阅模型

• 支持Redis哨兵和Redis集群

• 支持基于Lettuce的响应式编程

• 支持基于JDK、JSON、字符串、Spring对象的数据序列化及反序列化

• 支持基于Redis的JDKCollection实现

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：

3.2.1.快速入门

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持，使用非常简单。

首先，新建一个maven项目，然后按照下面步骤执行：

1）引入依赖

<?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>2.5.7</version>
 ? ? ? ?<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
 ? ?</parent>
 ? ?<groupId>com.heima</groupId>
 ? ?<artifactId>redis-demo</artifactId>
 ? ?<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
 ? ?<name>redis-demo</name>
 ? ?<description>Demo project for Spring Boot</description>
 ? ?<properties>
 ? ? ? ?<java.version>1.8</java.version>
 ? ?</properties>
 ? ?<dependencies>
 ? ? ? ?<!--redis依赖-->
 ? ? ? ?<dependency>
 ? ? ? ? ? ?<groupId>org.springframework.boot</groupId>
 ? ? ? ? ? ?<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
 ? ? ? ?</dependency>
 ? ? ? ?<!--common-pool-->
 ? ? ? ?<dependency>
 ? ? ? ? ? ?<groupId>org.apache.commons</groupId>
 ? ? ? ? ? ?<artifactId>commons-pool2</artifactId>
 ? ? ? ?</dependency>
 ? ? ? ?<!--Jackson依赖-->
 ? ? ? ?<dependency>
 ? ? ? ? ? ?<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
 ? ? ? ? ? ?<artifactId>jackson-databind</artifactId>
 ? ? ? ?</dependency>
 ? ? ? ?<dependency>
 ? ? ? ? ? ?<groupId>org.projectlombok</groupId>
 ? ? ? ? ? ?<artifactId>lombok</artifactId>
 ? ? ? ? ? ?<optional>true</optional>
 ? ? ? ?</dependency>
 ? ? ? ?<dependency>
 ? ? ? ? ? ?<groupId>org.springframework.boot</groupId>
 ? ? ? ? ? ?<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
 ? ? ? ? ? ?<scope>test</scope>
 ? ? ? ?</dependency>
 ? ?</dependencies>
?
 ? ?<build>
 ? ? ? ?<plugins>
 ? ? ? ? ? ?<plugin>
 ? ? ? ? ? ? ? ?<groupId>org.springframework.boot</groupId>
 ? ? ? ? ? ? ? ?<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
 ? ? ? ? ? ? ? ?<configuration>
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?<excludes>
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?<exclude>
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?<groupId>org.projectlombok</groupId>
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?<artifactId>lombok</artifactId>
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?</exclude>
 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?</excludes>
 ? ? ? ? ? ? ? ?</configuration>
 ? ? ? ? ? ?</plugin>
 ? ? ? ?</plugins>
 ? ?</build>
?
</project>

2）配置Redis

spring:
  redis:
 ?  host: 192.168.150.101
 ?  port: 6379
 ?  password: 123321
 ?  lettuce:
 ? ?  pool:
 ? ? ?  max-active: 8
 ? ? ?  max-idle: 8
 ? ? ?  min-idle: 0
 ? ? ?  max-wait: 100ms

3）注入RedisTemplate

因为有了SpringBoot的自动装配，我们可以拿来就用：

@SpringBootTest
class RedisStringTests {
?
 ? ?@Autowired
 ? ?private RedisTemplate redisTemplate;
}

4）编写测试

@SpringBootTest
class RedisStringTests {
?
 ? ?@Autowired
 ? ?private RedisTemplate edisTemplate;
?
 ? ?@Test
 ? ?void testString() {
 ? ? ? ?// 写入一条String数据
 ? ? ? ?redisTemplate.opsForValue().set("name", "虎哥");
 ? ? ? ?// 获取string数据
 ? ? ? ?Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
 ? ? ? ?System.out.println("name = " + name);
 ?  }
}

3.2.2.自定义序列化

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：

• 可读性差

• 内存占用较大

我们可以自定义RedisTemplate的序列化方式，代码如下：

@Configuration
public class RedisConfig {
?
 ? ?@Bean
 ? ?public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){
 ? ? ? ?// 创建RedisTemplate对象
 ? ? ? ?RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
 ? ? ? ?// 设置连接工厂
 ? ? ? ?template.setConnectionFactory(connectionFactory);
 ? ? ? ?// 创建JSON序列化工具
 ? ? ? ?GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = 
 ? ? ? ? ?                              new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
 ? ? ? ?// 设置Key的序列化
 ? ? ? ?template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
 ? ? ? ?template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
 ? ? ? ?// 设置Value的序列化
 ? ? ? ?template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
 ? ? ? ?template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
 ? ? ? ?// 返回
 ? ? ? ?return template;
 ?  }
}

这里采用了JSON序列化来代替默认的JDK序列化方式。最终结果如图：

整体可读性有了很大提升，并且能将Java对象自动的序列化为JSON字符串，并且查询时能自动把JSON反序列化为Java对象。不过，其中记录了序列化时对应的class名称，目的是为了查询时实现自动反序列化。这会带来额外的内存开销。

3.2.3.StringRedisTemplate

为了节省内存空间，我们可以不使用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。

因为存入和读取时的序列化及反序列化都是我们自己实现的，SpringDataRedis就不会将class信息写入Redis了。

这种用法比较普遍，因此SpringDataRedis就提供了RedisTemplate的子类：StringRedisTemplate，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的序列化方式的步骤，而是直接使用：

@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
// JSON序列化工具
private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
?
@Test
void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
 ? ?// 创建对象
 ? ?User user = new User("虎哥", 21);
 ? ?// 手动序列化
 ? ?String json = mapper.writeValueAsString(user);
 ? ?// 写入数据
 ? ?stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:200", json);
?
 ? ?// 获取数据
 ? ?String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:200");
 ? ?// 手动反序列化
 ? ?User user1 = mapper.readValue(jsonUser, User.class);
 ? ?System.out.println("user1 = " + user1);
}

?