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社区首页 >专栏 >Redis基础(超详解)一 :Redis定义、SQL与NoSQL区别、Redis常用命令、Redi五种数据类型String、List、Set、Hash、ZSet

Redis基础(超详解)一 :Redis定义、SQL与NoSQL区别、Redis常用命令、Redi五种数据类型String、List、Set、Hash、ZSet

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AmbitionResponsibility
发布2024-07-03 20:29:46
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发布2024-07-03 20:29:46
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文章被收录于专栏:中间件Redis技术积累中间件

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一、什么是Redis

二、初始NoSQL

  • 2.1 结构化与非结构化
  • 2.2 关联和非关联
  • 2.3 查询方式
  • 2.4 事务
  • 2.5 总结

三、Redis命令

  • 3.1 Redis启动、停止与连接
  • 3.2 Redis常见命令
    • 3.2.1 Redis通用命令
    • 3.2.2 五种基本数据类型的相关命令

四、Redis数据结构介绍

  • 4.1 String类型
    • 4.1.1 String常见命令
    • 4.1.2 Key结构
  • 4.2 List列表类型
    • 4.2.1 介绍
    • 4.2.2 List常见命令
  • 4.3 Set集合类型
    • 4.3.1 介绍
    • 4.3.2 Set常见命令
  • 4.4 Hash哈希类型
    • 4.4.1 介绍
    • 4.4.2 Hash常见命令
  • 4.5 ZSet有序集合
    • 4.5.1 介绍
    • 4.5.2 ZSet常见命令

五、Redis的Java客户端

  • 5.1 Jedis客户端
  • 5.2 SpringDataRedis
    • 5.2.1 SpringDataRedis使用
    • 5.2.2 自定义序列化
    • 5.2.3 StringRedisTemplate
  • 5.3 总结

一、什么是Redis

Redis诞生于2009年,全称是Remote Dictionary Server,远程词典服务器,是一个开源、基于内存的键值型NoSQL数据库。

特征

  • 键值(key-value)型,value支持多种不同数据结构,功能丰富
  • 单线程,每个命令具备原子性
  • 低延迟,速度快(基于内存、IO多路复用、良好的编码)。
  • 支持数据持久化
  • 支持主从集群、分片集群
  • 支持多语言客户端

主要应用场景

  • 缓存常见的使用场景,比如缓存查询结果、热点数据等,大大降低数据库负载
  • 处理大量的读写请求,比如访问统计、消息队列等
  • 排行榜、计数器等功能的实现
  • pub/sub消息订阅
  • QUE计划任务
  • 分布式锁等

综上,Redis是一个性能极高的内存数据库,支持丰富的数据结构,提供持久化、事务等功能,非常适合缓存、消息队列等场景,被广泛应用于各种大型系统中。它的高性能、丰富功能使其成为非关系型数据库的重要选择之一。redis官网

二、初始NoSQL

关于Redis定义 有两个关键字:

  • 键值型
  • NoSql

其中键值型,是指Redis中存储的数据都是以key、value对的形式存储,而value的形式多种多样,可以是字符串、数值、甚至json:

而NoSql则是相对于传统关系型数据库而言,有很大差异的一种数据库。

2.1 结构化与非结构化

传统关系型数据库是结构化数据,每一张表都有严格的约束信息:字段名、字段数据类型、字段约束等等信息,插入的数据必须遵守这些约束:

而NoSql则对数据库格式没有严格约束,往往形式松散,自由。

可以是键值型:

也可以是文档型:

甚至可以是图格式:

2.2 关联和非关联

传统数据库的表与表之间往往存在关联,例如外键:

而非关系型数据库不存在关联关系,要维护关系要么靠代码中的业务逻辑,要么靠数据之间的耦合:

代码语言:json
复制
{
  id: 1,
  name: "张三",
  orders: [
    {
       id: 1,
       item: {
	 id: 10, title: "荣耀6", price: 4999
       }
    },
    {
       id: 2,
       item: {
	 id: 20, title: "小米11", price: 3999
       }
    }
  ]
}

此处要维护“张三”的订单与商品“荣耀”和“小米11”的关系,不得不冗余的将这两个商品保存在张三的订单文档中,不够优雅。还是建议用业务来维护关联关系。

2.3 查询方式

传统关系型数据库会基于Sql语句做查询,语法有统一标准;

而不同的非关系数据库查询语法差异极大,五花八门各种各样。

2.4 事务

传统关系型数据库能满足事务ACID的原则。

而非关系型数据库往往不支持事务,或者不能严格保证ACID的特性,只能实现基本的一致性。

2.5 总结

除了上述四点以外,在存储方式、扩展性、查询性能上关系型与非关系型也都有着显著差异,总结如下:

  • 存储方式
    • 关系型数据库基于磁盘进行存储,会有大量的磁盘IO,对性能有一定影响
    • 非关系型数据库,他们的操作更多的是依赖于内存来操作,内存的读写速度会非常快,性能自然会好一些

<!---->

  • 扩展性
    • 关系型数据库集群模式一般是主从,主从数据一致,起到数据备份的作用,称为垂直扩展。
    • 非关系型数据库可以将数据拆分,存储在不同机器上,可以保存海量数据,解决内存大小有限的问题。称为水平扩展。
    • 关系型数据库因为表之间存在关联关系,如果做水平扩展会给数据查询带来很多麻烦

三、Redis命令

3.1 Redis启动、停止与连接

代码语言:shell
复制
#redis服务启动
#进入安装安装目录 使用配置文件的方式启动
cd /usr/local/src/redis/redis-7.0.4/      #先切换到安装目录下
redis-server redis.conf                   #使用配置文件的方式启动Redis
#或者直接在根目录下 
/usr/local/src/redis/redis-7.0.4/redis-server /usr/local/src/redis/redis-7.0.4/redis.conf


#客户端连接redis服务
redis-cli -h host -p port 
#若为本地redis,端口号为6379未修改  可直接使用redis-cli进行连接
redis-cli

#停止redis服务
# 法一 系统命令行,正常关闭、数据保存
redis-cli -a password shutdown 
#法二 redis命令行 redis-cli连接redis服务后,在redis命令行输入shutdown
127.0.0.1:6379> shutdown
#法二 强制结束进程,断电、非正常关闭,容易数据丢失
ps -ef | grep redis-server
kill -9 redis_pid

3.2 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。

3.2.1 Redis通用命令

代码语言:sql
复制
#基础命令
ping   #心跳命令,若看到PONG响应,说明客户端与Redis的连接正常
select 1   //切换数据库。切换到1号库:select 目标库下标。redis默认有16个库,下标从0开始,默认在0号库
dbsize     #查看当前数据库大小,也就是key的数量(dbsize)
shutdown    #关闭redis服务
quit 或exit  #关闭当前连接
flushdb    #清空当前库中所有数据
flushall   #清空所有库中数据


#key相关操作命令
keys *                #获取所有的键
keys pattern          #查找所有符合给定模式(pattern)的key 
set key value 
get key
exists key            #检查给定key是否存在
type key              #返回key所存储的值的类型
del key1 key2 ...     #该命令用于在key存在时删除key
unlink key            #选择非阻塞删除,刚开始没有删除,后续才会删除;
move key db           #将当前数据库的 key 移动到给定的数据库db当中
rename key newkey     #修改 key 的名称;
expire key1 seconds   #为key设置过期时间  
ttl key               #查看给定key的剩余生存时间(还有多久删除),以秒为单位。-2表示已经过期,-1表示永不过期
persist key           #移除key的过期时间,key将持久保存
randomkey             #从当前数据库中随机返回(不删除)一个key

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法,例如:

代码语言:sh
复制
# 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

3.2.2 五种基本数据类型的相关命令

见下第三小节。

四、Redis数据结构介绍

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:

4.1 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512MB,即value最大为512MB。

4.1.1 String常见命令

String的常见命令有:

  • SET :set key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX],添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
  • GET:get key,根据key获取String类型的value
  • MSET:mset key value [key value ...],批量添加多个String类型的键值对
  • MGET:mget key [key ...],根据多个key获取多个String类型的value
  • INCR:incr key,让一个整型的key自增1
  • INCRBY:incrby key increment,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:incrbyfloat key increment,让一个浮点类型的数字自增并指定步长
  • SETNX:setnx key value,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:setex key seconds value,添加一个String类型的键值对,并且指定有效期
代码语言:sql
复制
127.0.0.1:6379> set wjName Jenny
OK
127.0.0.1:6379> get wjName
"Jenny"
127.0.0.1:6379> mset wjSchool WHCS wjLocation WuHan    #一次性设置多个值
OK
127.0.0.1:6379> mget wjSchool wjName
1) "WHCS"
2) "Jenny"
127.0.0.1:6379> mset user:1:name Tom user:1:age 8
OK
127.0.0.1:6379> mget user:1:name user:1:age
1) "Tom"
2) "8"
127.0.0.1:6379> append wjName Happy      #拼接key为name的值
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get wjName
"JennyHappy"
127.0.0.1:6379> getrange wjName 0 4      #截取下标为0-4之间的字符串
"Jenny"
127.0.0.1:6379> setrange wjName 5 Day    #从下标为5进行替换字符串
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get wjName
"JennyDaypy"
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> set wjAge 17
OK
127.0.0.1:6379> incr wjAge               #设置key为wjAge的值加1 
(integer) 18
127.0.0.1:6379> incr wjAge               
(integer) 19
127.0.0.1:6379> decr wjAge               #设置key为wjAge的值减1 
(integer) 18
127.0.0.1:6379> incrby wjAge 5           #设置key为wjAge的值加5
(integer) 23
127.0.0.1:6379> decrby wjAge 2           #设置key为wjAge的值减2
(integer) 21
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> setnx wjName Jen            #如果不存在key为wjName的,值设置为redis;如果存在,则set失败
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get wjName
"JennyDaypy"
127.0.0.1:6379> setex user:2:name 15 Jack   #设置key为user:2:name的值为Jack,15s后过期
OK
127.0.0.1:6379> ttl user:2:name             ##查看给定key的剩余生存时间
(integer) 11
127.0.0.1:6379>

4.1.2 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:

代码语言:shell
复制
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。这样一来,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 jw,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:jw:user:1
  • product相关的key:jw: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

jw:user:1

{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}

jw: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:

4.2 List列表类型

4.2.1 介绍

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。

4.2.2 List常见命令

List的常见命令有

  • LPUSH key value [value ...] :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 value [value ...] :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 start stop: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
  • lindex key index:通过下标获得list当中的某一个值
  • llen key:获取list的长度
  • 如何利用List结构模拟一个栈?
    • 入口和出口在同一边
  • 如何利用List结构模拟一个队列?
    • 入口和出口在不同边
  • 如何利用List结构模拟一个阻塞队列?
    • 入口和出口在不同边
    • 出队时采用BLPOP或BRPOP
代码语言:sql
复制
127.0.0.1:6379> lpush list1 18 20 Jenny       #向列表左侧插入一个或多个元素
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpush list1 Happy
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 2              #返回一段角标范围内的所有元素
1) "Happy"
2) "Jenny"
3) "20"
127.0.0.1:6379> rpush list1 Jack Health 16    #向列表右侧插入一个或多个元素
(integer) 7
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1             #通过区间获取具体的值
1) "Happy"
2) "Jenny"
3) "20"
4) "18"
5) "Jack"
6) "Health"
7) "16"
127.0.0.1:6379> lpop list1                   #移除list的第一个元素:Happy
"Happy"
127.0.0.1:6379> rpop list1                   #移除list的最后一个元素:16
"16"
127.0.0.1:6379> lindex list1 2               #通过下标获得list当中的某一个值
"18"
127.0.0.1:6379> llen list1                   #获取list的长度
(integer) 5
127.0.0.1:6379> rpush list1 18 Jack
(integer) 7
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "Jenny"
2) "20"
3) "18"
4) "Jack"
5) "Health"
6) "18"
7) "Jack"
127.0.0.1:6379> lrem list1 2 Jack           #移除list集合指定个数的value,移除2个值为Jack的,精确匹配
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "Jenny"
2) "20"
3) "18"
4) "Health"
5) "18"
127.0.0.1:6379> ltrim list1 3 4            #截取list集合中下标为3到下标为4之间的元素集合,并覆盖原来的list集合
OK
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "Health"
2) "18"
127.0.0.1:6379> lset list 1 17
(error) ERR no such key
127.0.0.1:6379> lset list1 1 17           #更新list集合当中下标为1的值为17,如果下标1的值不存在,则报错
OK
127.0.0.1:6379> linsert list1 AFTER Health 20    #将某个具体的值插入到某一个具体元素(默认第一个)的前面或者后面
(integer) 3
127.0.0.1:6379> linsert list1 BEFORE Health Jenny
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "Jenny"
2) "Health"
3) "20"
4) "17"

4.3 Set集合类型

4.3.1 介绍

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(可自动排除重复数据)
  • 查找快
  • 支持交集、并集、差集等功能

功能与list类似,但是可以自动排除重复数据。它是string类型的无序集合,底层是一个value为null的hash表。因此添加、删除、查找复杂度为O(1)。可以看作Java里面的hashset和C++里面的unordered_set。

4.3.2 Set常见命令

Set的常见命令有:

  • SADD key member [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 key :获取set中的所有元素
  • smove source destination member:移动source集合中的元素到destination集合中
  • SINTER key1 key2 ... :求key1与key2的交集
  • SDIFF key1 key2 ... :求key1与key2的差集
  • SUNION key1 key2 ..:求key1和key2的并集

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

代码语言:sql
复制
127.0.0.1:6379> sadd set1 Jenny 18 WuHan 20    #往set1集合中添加多个元素
(integer) 4
127.0.0.1:6379> smembers set1                  #查看set1集合中所有元素
1) "20"
2) "WuHan"
3) "18"
4) "Jenny"
127.0.0.1:6379> sismember set1 WuHan           #查看set1集合中是否存在某元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> srandmember set1               #随机抽取出1个元素
"20"
127.0.0.1:6379> srandmember set1 2             #随机抽取出2个元素
1) "18"
2) "WuHan"
127.0.0.1:6379> spop set1                      #随机删除set1集合中某个元素
"Jenny"
127.0.0.1:6379> smove set1 set2 20             #移动set1集合中的world元素到set2集合中
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd set2 20 Jenny WuHan
(integer) 2
127.0.0.1:6379> smembers set2
1) "20"
2) "WuHan"
3) "Jenny"
127.0.0.1:6379> smembers set1
1) "WuHan"
2) "18"
127.0.0.1:6379> sdiff set1 set2               #作set1集合减去set2集合的差集
1) "18"
127.0.0.1:6379> sinter set1 set2              #set1和set2的交集
1) "WuHan"
127.0.0.1:6379> sunion set1 set2              #set1和set2作并集并去重
1) "20"
2) "Jenny"
3) "18"
4) "WuHan"
127.0.0.1:6379>

4.4 Hash哈希类型

4.4.1 介绍

Redis的Hash类型也叫散列,是一种键值对集合,其value是一个无序字典,类似于Python 的字典、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:

KEY

VALUE

jw:user:1

{name:"Jack", age:21}

jw:product:1

{name:"Rose", age:18}

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:

Redis-Hash 类型的一些主要特性

  • 键值对集合:Hash 类型可以存储多个键值对,每个键都有一个对应的值。
  • 二进制安全:Hash 类型的键和值都是二进制安全的,这意味着它们可以包含任何数据,包括二进制数据。
  • 大容量:单个 Hash 类型可以存储超过 4 亿个键值对。
  • 高效的查找速度:无论 Hash 中存储了多少数据,查找某个键的速度都非常快。

Redis-Hash应用场景

Redis 的 Hash 类型是一种键值对集合,适合用于存储对象,因此在很多场景下都有着广泛的应用。以下是一些常见的应用场景:

  • 存储对象:Hash 类型可以存储多个键值对,非常适合用于存储对象。例如,你可以使用 Hash 类型存储用户的信息,如用户名、密码、邮箱等;
  • 数据分析:你可以使用 Hash 类型存储各种统计数据,例如用户的行为数据,然后进行数据分析;
  • 社交网络:在社交网络应用中,你可以使用 Hash 类型存储用户的朋友列表、粉丝列表等

4.4.2 Hash常见命令

Hash类型的常见命令

  • 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 key field value [field value ...]:批量添加多个hash类型key的field的值
  • HMGET key field [field ...] :批量获取多个hash类型key的field的值
  • HGETALL key :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
  • HDEL key field [field ...] :删除hash集合中指定的field字段
  • HINCRBY key field increment :让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
  • HSETNX key field value:添加一个hash类型的key的field值,如果不存在则直接设置值,存在则设置失败
代码语言:sql
复制
127.0.0.1:6379> hset hash1 username Jack          #往hash1集合中存放键值对数据
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hmset hash1 age 18 place WuHan    #同时往hash1集合中添加多个值
OK
127.0.0.1:6379> hget hash1 place                  #从hash1集合中获取数据
"WuHan"
127.0.0.1:6379> hmget hash1 username age          #同时往hash1集合中获取多个值
1) "Jack"
2) "18"
127.0.0.1:6379> hgetall hash1                     #获取hash1集合中所有的键值对
1) "username"
2) "Jack"
3) "age"
4) "18"
5) "place"
6) "WuHan"
127.0.0.1:6379> hdel hash1 username               #删除hash1集合中指定的key字段
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hlen hash1                        #获取hash1集合的长度
(integer) 2
127.0.0.1:6379> hexists hash1 username            #判断hash集合中指定字段是否存在
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hgetall hash1                     
1) "age"
2) "18"
3) "place"
4) "WuHan"
127.0.0.1:6379> hkeys hash1                       #获取hash集合中所有的key
1) "age"
2) "place"
127.0.0.1:6379> hvals hash1                       #获取hash集合中所有的值
1) "18"
2) "WuHan"
127.0.0.1:6379> hincrby hash1 age 3               #指定hash集合中指定增量
(integer) 21
127.0.0.1:6379> hsetnx hash1 age 9                #如果不存在则直接设置值,存在则设置失败
(integer) 0

4.5 ZSet有序集合

4.5.1 介绍

Redis的ZSet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。ZSet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。注意,集合成员是唯一的,但是评分可以重复。

ZSet具备下列特性:

  • 可排序
  • 元素不重复
  • 查询速度快

因为ZSet的可排序特性,经常被用来实现排行榜这样的功能。

4.5.2 ZSet常见命令

ZSet常见命令

ZSet的常见命令有:

  • ZADD key [NX|XX] [CH] [INCR] score member [score member ...] :添加一个或多个元素到zset ,如果已经存在则更新其score值
  • ZREM key member [member ...] :删除zset中的一个指定元素
  • ZSCORE key member : 获取zset中的指定元素的score值
  • ZRANK key member:获取指定元素在zset 中的排名(从0开始)
  • ZCARD key:获取zset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zset中的指定元素自增,步长为指定的increment值
  • ZRANGE key start stop [WITHSCORES]:按返回有序集合中的,下标在<start> <end>之间的元素(有 WITHSCORES 会显示评分)
  • zrevrange key start stop [WITHSCORES] :
  • ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]:返回score值介于<min>到<max>之间(含两端)的成员,limit offset count即是偏移数目(score从小到大)
  • zrevrangebyscore key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count] :根据score值从大到小排列
  • 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
代码语言:sql
复制
127.0.0.1:6379>  zadd zset1 1 first 2 second 3 third 4 four  #往zset添中加一个或多个元素
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zrange zset1 0 -1                    #返回有序集合中、下标在<start> <end>之间的元素(有 WITHSCORES 会显示评分)。0 -1 表示所有元素
1) "first"
2) "second"
3) "third"
4) "four"
127.0.0.1:6379> zrevrange zset1 0 -1
1) "four"
2) "third"
3) "second"
4) "first"
127.0.0.1:6379> zscore zset1 third                #获取zset中的third元素的score值
"3"
127.0.0.1:6379> zrank zset1 third                 #返回third在集合中的排名,从0开始
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrevrank zset1 third
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset1 -inf +inf     #给zset集合中的元素从小到大排序,-inf:负无穷,+inf:正无穷。返回score值介于-inf到+inf之间(含两端)的成员(score从小到大)
1) "first"
2) "second"
3) "third"
4) "four"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset1 -inf +inf withscores    #从小到大排序并输出键值
1) "first"
2) "1"
3) "second"
4) "2"
5) "third"
6) "3"
7) "four"
8) "4"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset1 -inf 1 withscores      #指定负无穷到1的范围
1) "first"
2) "1"
127.0.0.1:6379> zrem zset1 four                            #移除zset集合中指定的元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zcard zset1                                #查看zset集合中元素个数
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zrangebyscore zset1 1 2 withscores         #根据score值从小到大排列
1) "first"
2) "1"
3) "second"
4) "2"
127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore zset1 2 1 withscores      #根据score值从大到小排列
1) "second"
2) "2"
3) "first"
4) "1"
127.0.0.1:6379> zcount zset1 1 2                           #统计score值在1到2之间的元素个数
(integer) 2

五、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/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。
    • Jedis, for synchronous applications.以Redis命令作为方法名称,学习成本低,简单实用。但是Jedis实例是线程不安全的,多线程环境下需要基于连接池来使用
    • Lettuce, for asynchronous and reactive applications.Lettuce是基于Netty实现的,支持同步、异步和响应式编程方式,并且是线程安全的。支持Redis的哨兵模式、集群模式和管道模式
  • 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。

5.1 Jedis客户端

Jedis使用的基本步骤:1)引入依赖;2)创建Jedis对象,建立连接;3)使用Jedis,方法名与Redis命令一致;4)释放资源。具体步骤可查阅官网。

Jedis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。

代码语言:java
复制
public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;
    
    static {
        // 配置连接池
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        // 最大连接
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);
        // 最大空闲连接
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(8); 
        // 最小空闲连接
        jedisPoolConfig.setMinIdle(0);
        // 设置最长等待时间, ms
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(200);
        // 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(jedisPoolConfig, "192.168.150.101", 6379, 1000, "123321");
    }
    
    // 获取Jedis对象
    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPool.getResource();
    }
}

5.2 SpringDataRedis

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

  • 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:

API

返回值类型

说明

redisTemplate.opsForValue()

ValueOperations

操作String类型数据

redisTemplate.opsForHash()

HashOperations

操作Hash类型数据

redisTemplate.opsForList()

ListOperations

操作List类型数据

redisTemplate.opsForSet()

SetOperations

操作Set类型数据

redisTemplate.opsForZSet()

ZSetOperations

操作SortedSet类型数据

redisTemplate

通用的命令

5.2.1 SpringDataRedis使用

SpringDataRedis的使用步骤:1)引入spring-boot-starter-data-redis依赖;2)在application.yml配置Redis信息;3)注入RedisTemplate

5.2.2 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:

代码语言:java
复制
@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。

5.2.3 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:

代码语言:java
复制
@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);
}

5.3 总结

RedisTemplate的两种序列化实践方案:

  • 方案一:
    • 自定义RedisTemplate
    • 修改RedisTemplate的序列化器为GenericJackson2JsonRedisSerializer
  • 方案二:
    • 使用StringRedisTemplate
    • 写入Redis时,手动把对象序列化为JSON
    • 读取Redis时,手动把读取到的JSON反序列化为对象

参考黑马程序员相关视频与笔记

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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目录
  • 一、什么是Redis
  • 二、初始NoSQL
    • 2.1 结构化与非结构化
      • 2.2 关联和非关联
        • 2.3 查询方式
          • 2.4 事务
            • 2.5 总结
            • 三、Redis命令
              • 3.1 Redis启动、停止与连接
                • 3.2 Redis常见命令
                  • 3.2.1 Redis通用命令
                  • 3.2.2 五种基本数据类型的相关命令
              • 四、Redis数据结构介绍
                • 4.1 String类型
                  • 4.1.1 String常见命令
                  • 4.1.2 Key结构
                • 4.2 List列表类型
                  • 4.2.1 介绍
                  • 4.2.2 List常见命令
                • 4.3 Set集合类型
                  • 4.3.1 介绍
                  • 4.3.2 Set常见命令
                • 4.4 Hash哈希类型
                  • 4.4.1 介绍
                  • 4.4.2 Hash常见命令
                • 4.5 ZSet有序集合
                  • 4.5.1 介绍
                  • 4.5.2 ZSet常见命令
              • 五、Redis的Java客户端
                • 5.1 Jedis客户端
                  • 5.2 SpringDataRedis
                    • 5.2.1 SpringDataRedis使用
                    • 5.2.2 自定义序列化
                    • 5.2.3 StringRedisTemplate
                  • 5.3 总结
                  相关产品与服务
                  云数据库 Redis
                  腾讯云数据库 Redis(TencentDB for Redis)是腾讯云打造的兼容 Redis 协议的缓存和存储服务。丰富的数据结构能帮助您完成不同类型的业务场景开发。支持主从热备,提供自动容灾切换、数据备份、故障迁移、实例监控、在线扩容、数据回档等全套的数据库服务。
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