Java-Redis：入门篇

Redis

入门篇

初识Redis

认识NoSQL

认识Redis

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：

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）。Redis速度快的最主要原因是基于内存。
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。

Redis常见命令

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。

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。通过help [command]可以查看一个命令的具体用法，例如：help keys。

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。

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。

KEY	VALUE
msg	hello world
num	10
score	92.5

String的常见命令

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。

key的结构

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。

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}

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：

KEY	VALUE
heima:user:1	{name:”Jack”, age:21}
heima:user:2	{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：

KEY	VALUE
KEY	field	value
heima:user:1	name	jack
heima:user:1	age	21
heima:user:2	name	rose
heima:user:2	age	18

Hash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：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。
HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value。
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。

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

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。

利用List结构模拟一个栈：入口和出口在同一边。
利用List结构模拟一个队列：入口和出口在不同边。
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。

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

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。
SDIFF key1 key2 ...：求key1与key2的差集。
SUNION key1 key2 ...：求key1和key2的并集。

案例

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

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

127.0.0.1:6379> sadd zs lisi wangwu zhaoliu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd ls wangwu mazi ergou
(integer) 3
127.0.0.1:6379> scard zs
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sinter zs ls
1) "wangwu"
127.0.0.1:6379> sdiff zs ls
1) "lisi"
2) "zhaoliu"
127.0.0.1:6379> sunion zs ls
1) "wangwu"
2) "ergou"
3) "zhaoliu"
4) "lisi"
5) "mazi"
127.0.0.1:6379> sismember zs lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember ls zhangsan
(integer) 0
127.0.0.1:6379> srem zs lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers zs
1) "zhaoliu"
2) "wangwu"

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

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，序号从0开始，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可。

案例

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

127.0.0.1:6379> zadd stus 85 Jack 89 lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jerry 92 Amy 76 Miles
(integer) 7
127.0.0.1:6379> zrem stus Tom
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrank stus Rose
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrevrank stus Rose
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zcard stus
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zcount stus 0 80
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zincrby stus 2 Amy
"94"
127.0.0.1:6379> zrange stus 0 2
1) "Miles"
2) "Jerry"
3) "Rose"
127.0.0.1:6379> zrevrange stus 0 2
1) "Amy"
2) "lucy"
3) "Jack"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore stus 0 80
1) "Miles"
2) "Jerry"
127.0.0.1:6379>

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/clients

Jedis

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

快速入门

Jedis使用的基本步骤：

1.引入依赖。

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>3.7.0</version>
</dependency>

2.创建Jedis对象，建立连接。

使用Jedis，方法名与Redis命令一致。

释放资源。

package com.heima.test;

public class JedisTest {
    private Jedis jedis;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        //1.建立连接
        jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        //2.设置密码
//        jedis.auth("");//没有设置密码，所以不需要这一步
        //3.选择库
        jedis.select(0);
    }

    @Test
    void testString(){
        //存入数据
        String result = jedis.set("name", "美女");
        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", "jacketlove");
        jedis.hset("user:1", "age", "18");

        //获取
        Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user:1");
        System.out.println(map);
    }

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

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。

package com.heima.jedis.util;

public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;//Jedis官方提供的连接池对象

    static{//初始化
        //配置连接池
        JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
        poolConfig.setMaxTotal(8);//最大连接数
        poolConfig.setMaxIdle(8);//最大空闲连接
        poolConfig.setMinIdle(0);//最小空闲连接：一段时间后一致没有连接，则空闲连接被释放直到为0
        poolConfig.setMaxWaitMillis(1000);//设置最长等待时间（ms）；没有连接时等待一段时间报错
        //创建连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "localhost", 6379, 1000);
    }

    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPool.getResource();//拿到连接池对象
    }
}

@BeforeEach
void setUp() {
    //1.建立连接
    //jedis = new Jedis("localhost", 6379);
    jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();//从连接池获取连接
    //2.设置密码
    //jedis.auth("");//没有设置密码，所以不需要这一步
    //3.选择库
    jedis.select(0);
}

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快速入门

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

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

1.引入依赖。

<!--Redis依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<!--连接池依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

2.配置文件。

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    password: 
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 # 最大连接
        max-idle: 8 # 最大空闲连接
        min-idle: 0 # 最小空闲连接
        max-wait: 100 # 连接等待时间

3.注入RedisTemplate。

1 2	`@Autowired private RedisTemplate redisTemplate;`

4.编写测试。

package com.itheima;

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {

	@Autowired
	private RedisTemplate redisTemplate;

	@Test
	void testString(){
		redisTemplate.opsForValue().set("name","surround");
		Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
		System.out.println("name = " + name);
	}
}

SpringDataRedis的序列化方式

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。

自定义RedisTemplate的序列化方式。

package com.itheima.redis.config;

@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：String
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());//RedisSerializer.string()返回StringRedisSerializer.UTF_8，是一个常量
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());

        //设置Value的序列化
        template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        return template;
    }
}

package com.itheima.redis.pojo;

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User {
    private String name;
    private int age;
}

package com.itheima;

@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {

	@Autowired
	private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

	@Test
	void testString(){
		redisTemplate.opsForValue().set("name","surround");
		Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
		System.out.println("name = " + name);
	}

	@Test
	void testSaveUser(){
		//写入数据
		redisTemplate.opsForValue().set("user:3", new User("柔姐", 21));
		//获取数据
		User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get("user:3");
		System.out.println("user = " + user);
	}

}

【注意】需要添加Jackon依赖。

<!--Jackson依赖-->
<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
</dependency>

StringRedisTemplate

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。

package com.itheima;

@SpringBootTest
class RedisStringTests {

	@Autowired
	private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

	@Test
	void testString(){
		stringRedisTemplate.opsForValue().set("name","surround");
		Object name = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
		System.out.println("name = " + name);
	}

	private static final ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();//SpringMVC默认使用的JSON处理工具
	@Test
	void testSaveUser() throws JsonProcessingException {
		//创建对象
		User user = new User("柔姐", 21);
		//手动序列化
		String json = objectMapper.writeValueAsString(user);
		//写入数据
		stringRedisTemplate.opsForValue().set("user:4", json);
		//获取数据
		String jsonUser = stringRedisTemplate.opsForValue().get("user:4");
		//手动反序列化
		User user1 = objectMapper.readValue(jsonUser, User.class);
		System.out.println("user = " + user1);
	}
    
    @Test
	void testHash(){
		stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:5","name","surround");
		stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:5","age","18");

		Map<Object,Object> entries = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:5");
		System.out.println("entries = " + entries);
	}
}

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。

Java-Redis

#Java-Redis

Java-Redis：入门篇

http://surourou8.github.io/2024/12/19/Java-Redis：入门篇/

作者

Su Rourou

发布于

2024年12月19日

许可协议

Java-Redis：实战篇（1）上一篇

LeetCode Hot 100：哈希下一篇