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Redis数据库

发布于2021-01-12 18:41:23，更新于2023-01-15 01:07:53，标签：sql  文章会持续修订，转载请注明来源地址：https://meethigher.top/blog

一、概念

Redis是一款高性能的NoSQL系列的非关系型数据库，也叫缓存数据库，即将数据存储在缓存中，缓存的读取速度较快，能够大大提高运行效率，但是保存时间有限。NoSQL指的是Not Only SQL，不仅仅是SQL。

MySQL是SQL系列的关系型数据库。主要用于存放持久化数据，将数据存储在硬盘中，读取速度较慢。

比较一下两种数据库

  • 关系型数据库：MySQL、Oracle…
    1. 数据之间有关联关系。比如通过外键连接两张表，存在一对多或者多对一的关系。
    2. 数据存储在硬盘文件上，读取速度较慢。
  • 非关系型数据库：Redis、HBase…
    1. 数据之间没有关联关系。以key-value这样键值对的形式存储。
    2. 数据存储在内存中，读取速度较快。

使用场景

经常使用一些不太经常发生变化的数据，操作SQL数据库是非常耗时的。我们可以用缓存思想来解决这个问题，比如Redis。

从缓存中获取数据

  • 有数据
    • 直接返回
  • 没有数据
    • 进入SQL数据库查询
    • 将数据放入缓存
    • 返回数据

在实际开发中的应用场景

  • 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session的分离

二、安装

Redis官网、Redis中文网

目前官网最新的是Redis6.0.9，但是windows编译版目前只有3.2。所以，如果想要用最新的话，需要自己编译。

编译Redis需要gcc和make，这里就用MSYS2来提供gcc和make环境。MSYS2是Windows下模拟Linux环境的工具。

首先进入清华镜像，下载MSYS2，后缀exe是安装版，tar.xz是免安装版。我用的安装版。安装完成之后，进入MSYS2的根目录中，找到/etc/pacman.d/下面的文件，打开，将其镜像调整为国内镜像。如，将清华镜像放到第一位即可。

打开MSYS2，执行命令，同步软件包数据

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pacman -Sy

之后，下载gcc和make

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pacman -S gcc make

去官网下载Redis的源码，解压到D盘，执行命令

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cd /d/redis-6.0.9

用ls命令，可以查看当前路径下的内容是不是redis源码。如果不是，可能路径没找对。

接下来，就可以进行编译。PREFIX=生成路径，如

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make PREFIX=/d/Develop/Redis-6.0.9

之后可能会有一堆警告，不用在意。

最后将MSYS2目录下路径为/usr/bin/msys-2.0.dll复制到已经生成的Redis的bin目录下即可。

参照Windows编译安装Redis 6.0

使用

  • redis.conf：配置文件
  • redis-cli.exe：redis的客户端
  • redis-server.exe：redis的服务器端。类似于mysql的服务，不安装到服务也行。

双击打开服务器端，双击客户端连接上之后，执行下面命令。

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127.0.0.1:6379> set user meethigher # 存储键为user值为meethigher的数据
OK
127.0.0.1:6379> get user # 获取user键的值
"meethigher"
127.0.0.1:6379>

三、操作

具体的使用教程，当然是看官方文档了

3.1 Redis的数据结构

Redis存储的是key,value格式的数据，其中，key都是字符串，value有5种不同的数据结构。

value的数据类型

  1. 字符串类型，string
  2. 哈希类型，hash，可以理解为map的格式
  3. 列表类型，list，可以理解为linkedlist的格式，即双向链表，允许重复
  4. 集合类型，set，可以理解为hashset，不允许重复
  5. 有序集合类型，sortedset，不允许重复

3.2 字符串类型

添加：set key value

添加带过期时间的数据：setex key second value

获取：get key

删除：del key

3.3 哈希类型

添加：hset key field value

获取：hget key field

获取所有：hgetall key

删除：hdel key field

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127.0.0.1:6379> hset hash user meethigher
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset hash pass admin
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget hash user
"meethigher"
127.0.0.1:6379> hgetall hash
1) "user"
2) "meethigher"
3) "pass"
4) "admin"
127.0.0.1:6379> hdelall hash
(error) ERR unknown command `hdelall`, with args beginning with: `hash`,
127.0.0.1:6379> hdel hash pass
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall hash
1) "user"
2) "meethigher"

3.4 列表类型

可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边），允许重复元素

添加：

  1. lpush key value：将元素加入列表左端
  2. rpush key value：将元素加入列表右端

获取：

  1. lrange key start end：范围获取
  2. 注意，没有rrange，如果想要start到结束，那么end处填-1。

删除：

  1. lpop key：从列表左边删除元素，并将元素返回。
  2. rpop key：从列表右边删除元素，并将元素返回。
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127.0.0.1:6379> lpush key a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush key b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush key c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange key 0 -1
1) "b"
2) "a"
3) "c"
127.0.0.1:6379> rpop key
"c"
127.0.0.1:6379> lrange key 0 -1
1) "b"
2) "a"

3.5 集合类型

不允许重复元素

添加：sadd key value

获取：smembers key：获取set集合中的所有元素

删除：srem key value：删除set集合中的某个元素

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127.0.0.1:6379> sadd key a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd key b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers key
1) "b"
2) "a"
127.0.0.1:6379> sadd key a b c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd key d e f
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smemebers key
(error) ERR unknown command `smemebers`, with args beginning with: `key`,
127.0.0.1:6379> smembers key
1) "c"
2) "d"
3) "a"
4) "f"
5) "e"
6) "b"
127.0.0.1:6379> srem key d e f
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers key
1) "a"
2) "c"
3) "b"

3.6 有序集合类型

不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

添加：zadd key score value

获取：zrange key start end：直到结束的话，end为-1

删除：zrem key value

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127.0.0.1:6379> zadd key 60 a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd key 70 b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd key 60 c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1
1) "a"
2) "c"
3) "b"
127.0.0.1:6379> zrange key 0 -1 withscores
1) "a"
2) "60"
3) "c"
4) "60"
5) "b"
6) "70"
127.0.0.1:6379> zrem key a b c
(integer) 3

像一些临时的排行榜，比如热搜之类的，就是利用有序集合这种原理实现的。

3.7 通用命令

查询所有的键，*处本身就是正则：keys *

获取一个键对应的value类型：type key

删除指定的key-value：del key

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127.0.0.1:6379> keys *
1) "user"
2) "hash"
127.0.0.1:6379> type user
string
127.0.0.1:6379> type hash
hash
127.0.0.1:6379> del user key
(integer) 1
127.0.0.1:6379> del user hash
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)

四、持久化

Redis是一个内存数据库，当服务器重启或者电脑重启，数据会丢失。我们可以将Redis内存中的数据，持久化保存到硬盘的文件中。

Redis持久化机制

  1. RDB：默认方式，不需要配置，默认使用这种机制。
    • 在一定的时间中，检测key的变化，然后持久化数据。
  2. AOF：日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作。每一次命令操作后，来持久化数据。对性能影响较大。

4.1 RDB

编辑redis.conf配置文件

save 900 1：900秒之后，约为15分钟，有1处改变，就执行持久化

save 300 10：300秒之后，约为5分钟，有10处改变，就执行持久化

save 60 10000：60秒之后，约为1分钟，有10000处改变，就执行持久化

重新启动redis服务器，Cmd指定配置文件名称，如

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redis-server.exe redis.conf

4.2 AOF

编辑redis.conf配置文件

appendonly no：关闭aof，默认

appendonly yes：打开aof

appendfsync always：每一次操作都进行持久化，默认关闭

appendfsync everysec：每隔一秒进行一次持久化，默认

appendfsync no：不持久化，默认关闭

同样跟RDB一样，Cmd指定配置文件运行

五、Java操作Redis

Jedis：一款java操作redis数据库的工具

使用步骤：

  1. 下载jedis的jar包
  2. 使用

5.1 快速入门

步骤

  1. 获取连接
  2. 操作
  3. 关闭连接
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import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

/**
 * RedisTest
 *
 * @autho kit chen
 * @github https://github.com/meethigher
 * @blog https://meethigher.top
 * @time 2021/1/13
 */
public class RedisTest {
    /**
     * 快速入门
     */
    @Test
    public void test1(){
        //1.获取连接
        //默认端口是6379
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1",6379);
        //2.操作
        jedis.set("love","meethigher");
        //3.关闭连接
        jedis.close();
    }
}

5.2 Jedis操作Redis数据结构

Jedis操作数据结构的方法名，正好对应Redis的操作。

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public class RedisTest {
    /**
     * string数据结构操作
     */
    @Test
    public void test2(){
        //1获取连接
        Jedis jedis = new Jedis();
        //2操作
        String user = jedis.get("user");
        System.out.println(user);
        //可以使用setex()方法存储可以指定过期时间的key和value
        //可以用来做验证码
        jedis.setex("activecode",20,"1234");
        //3关闭连接
        jedis.close();
    }

    /**
     * hash数据结构操作
     */
    @Test
    public void test3(){
        //1获取连接
        Jedis jedis = new Jedis();
        //2操作
        //添加hash
        jedis.hset("person","name","meethigher");
        jedis.hset("person","age","3");
        jedis.hset("person","gender","male");
        //获取hash
        System.out.println(jedis.hget("person","gender"));
        //获取所有hash
        Map<String, String> person = jedis.hgetAll("person");
        //键找值遍历
//        Set<String> set = person.keySet();
//        for(String s:set){
//            //获取value
//            String v = person.get(s);
//            System.out.println(s+":"+v);
//        }
        //键值对遍历
        Set<Map.Entry<String, String>> entries = person.entrySet();
        for(Map.Entry<String,String> e:entries){
            System.out.println(e.getKey()+":"+e.getValue());
        }

        //3关闭连接
        jedis.close();
    }

    /**
     * list数据结构操作
     */
    @Test
    public void test4(){
        //1.获取连接
        //如果构造函数中不填，那么就是默认localhost，6379
        Jedis jedis = new Jedis();
        //2.操作
        jedis.lpush("list","b","a");
        jedis.rpush("list","c");
        List<String> list = jedis.lrange("list", 0, -1);
        System.out.println(list);
        while(jedis.lpop("list")!=null){ }
        //3.关闭连接
        jedis.close();
    }
    /**
     * set数据结构操作
     */
    @Test
    public void test5(){
        //1.获取连接
        //如果构造函数中不填，那么就是默认localhost，6379
        Jedis jedis = new Jedis();
        //2.操作
        jedis.sadd("set","java","php","python");
        Set<String> set = jedis.smembers("set");
        System.out.println(set);
        //3.关闭连接
        jedis.close();
    }
    /**
     * sortedset数据结构操作
     */
    @Test
    public void test6(){
        //1.获取连接
        //如果构造函数中不填，那么就是默认localhost，6379
        Jedis jedis = new Jedis();
        //2.操作
        jedis.zadd("sorted",3,"胡列娜");
        jedis.zadd("sorted",2,"小舞");
        jedis.zadd("sorted",1,"江厌离");
        Set<String> sorted = jedis.zrange("sorted", 0, -1);
        System.out.println(sorted);
        //3.关闭连接
        jedis.close();
    }
}

5.3 Jedis连接池

使用

  1. 创建配置对象

  2. 创建JedisPool连接池对象

  3. 调用getResource()获取Jedis连接

  4. 使用

  5. 归还连接池

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@Test
public void test7() {
    //0. 创建配置对象
    JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
    //最大连接数50
    config.setMaxTotal(50);
    //最大空闲连接
    config.setMaxIdle(50);
    //1. 创建JedisPool连接池对象
    JedisPool jedisPool = new JedisPool();
    //2. 调用getResource()获取Jedis连接
    Jedis jedis = jedisPool.getResource();
    //3. 使用
    jedis.set("user","aaa");
    System.out.println(jedis.get("user"));
    //4. 归还连接池
    jedis.close();
}

创建连接池工具类

JedisUtils

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public class JedisUtils {
    private static JedisPool pool;

    static {
        //读取配置文件
        InputStream is = JedisUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jedis.properties");
        //创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        //关联文件
        try {
            pro.load(is);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //获取数据，设置到JedisPoolConfig中
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(Integer.parseInt(pro.getProperty("maxTotal")));
        config.setMaxTotal(Integer.parseInt(pro.getProperty("maxIdle")));
        //初始化JedisPool
        pool = new JedisPool(config, pro.getProperty("host"), Integer.parseInt(pro.getProperty("port")));
    }

    /**
     * 获取连接
     */
    public static Jedis getJedis() {
        return pool.getResource();
    }
}

5.4 案例

实现一个异步获取省市信息，然后动态渲染到页面上。

初步实现的结构，如图。

所有的功能都能正常实现，但是每次访问都需要去数据库请求数据，这就很低效。所以，可以通过缓存来优化。

具体的源码，放到gitee上了

注意：

使用redis缓存一些不经常发生变化的数据。

数据库的数据一旦发生改变，则需要更新缓存。

数据库的表执行增删改的相关操作，需要清空redis缓存数据，重新存入。

在service对应的增删改方法中，将redis数据删除。

发布：2021-01-12 18:41:23
修改：2023-01-15 01:07:53
链接：https://meethigher.top/blog/2021/redis/
标签：sql 
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