JAVA【21】Redis

随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，尤其是大数据应用难题。

1.1.1. NOSQL和关系型数据库比较

在这里插入图片描述
优点：
（1）成本：nosql数据库简单易部署，基本都是开源软件，不需要像使用oracle那样花费大量成本购买使用，相比关系型数据库价格便宜。

（2）查询速度：nosql数据库将数据存储于缓存之中，关系型数据库将数据存储在硬盘中，自然查询速度远不及nosql数据库。

（3）存储数据的格式：nosql的存储格式是key,value形式、文档形式、图片形式等等，所以可以存储基础类型以及对象或者是集合等各种格式，而数据库则只支持基础类型。

（4）扩展性：关系型数据库有类似join这样的多表查询机制的限制导致扩展很艰难。

缺点：
（1）维护的工具和资料有限，因为nosql是属于新的技术，不能和关系型数据库10几年的技术同日而语。

（2）不提供对sql的支持，如果不支持sql这样的工业标准，将产生一定用户的学习和使用成本。

（3）不提供关系型数据库对事务的处理。

1.1.2. 非关系型数据库的优势：

（1）性能NOSQL是基于键值对的，可以想象成表中的主键和值的对应关系，而且不需要经过SQL层的解析，所以性能非常高。

（2）可扩展性同样也是因为基于键值对，数据之间没有耦合性，所以非常容易水平扩展。

1.1.3. 关系型数据库的优势：

（1）复杂查询可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。

（2）事务支持使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。对于这两类数据库，对方的优势就是自己的弱势，反之亦然。

1.1.4. 总结

关系型数据库与NoSQL数据库并非对立而是互补的关系，即通常情况下使用关系型数据库，在适合使用NoSQL的时候使用NoSQL数据库，让NoSQL数据库对关系型数据库的不足进行弥补。

一般会将数据存储在关系型数据库中，在nosql数据库中备份存储关系型数据库的数据

2、主流的NOSQL产品

1、键值(Key-Value)存储数据库

相关产品： Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
典型应用：内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。
数据模型：一系列键值对
优势：快速查询
劣势：存储的数据缺少结构化

2、列存储数据库

相关产品：Cassandra, HBase, Riak
典型应用：分布式的文件系统
数据模型：以列簇式存储，将同一列数据存在一起
优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
劣势：功能相对局限

3、文档型数据库

相关产品：CouchDB、MongoDB
典型应用：Web应用（与Key-Value类似，Value是结构化的）
数据模型：一系列键值对
优势：数据结构要求不严格
劣势：查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法

4、图形(Graph)数据库

相关数据库：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
典型应用：社交网络
数据模型：图结构
优势：利用图结构相关算法。
劣势：需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。

3、什么是Redis

Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库，官方提供测试数据，50个并发执行100000个请求,读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s ，且Redis通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如下：

字符串类型 string
哈希类型 hash
列表类型 list
集合类型 set
有序集合类型 sortedset

redis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、12306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
• 分布式集群架构中的session分离

二、下载安装使用

1、官网：https://redis.io
2、中文网：http://www.redis.net.cn/
3、解压直接可以使用：

* redis.windows.conf：配置文件
* redis-cli.exe：redis的客户端
* redis-server.exe：redis服务器端

简单入门
在这里插入图片描述

三、命令操作

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的数据结构：

（1）字符串类型： string
（2）哈希类型hash ： map格式
（3）列表类型list ： linkedlist格式支持重复元素
（4）集合类型set ： 不允许重复元素
（5）有序集合类型sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

在这里插入图片描述

2. 字符串类型 string

String常用命令

存储： set key value
获取： get key
删除： del key

127.0.0.1:6379> set username zhangsan	-- 存储username：zhangsan
OK  
127.0.0.1:6379> get username	-- 获取存储的值
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> del username	-- 删除存储的值
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get username	-- 删除后获取
(nil)
127.0.0.1:6379> set username 22	-- 存储字符串22
OK
127.0.0.1:6379> set username 33	-- 存储覆盖
OK
127.0.0.1:6379> get username	-- 获取覆盖后的
"33"
127.0.0.1:6379>

3. 哈希类型 hash

（1）存储： hset key field value

127.0.0.1:6379> hset myhash username lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset myhash password 123
(integer) 1

（2）获取： hget key field

-- hget key field: 获取指定的field对应的值
127.0.0.1:6379> hget myhash username
"lisi"
-- hgetall key：获取所有的field和value
127.0.0.1:6379> hgetall myhash
	1) "username"
	2) "lisi"
	3) "password"
	4) "123"
127.0.0.1:6379>

（3）删除： hdel key field

127.0.0.1:6379> hdel myhash username -- 删除username键值
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall myhash -- 查询所有键值
	1) "password"
	2) "123"
127.0.0.1:6379>

4. 列表类型 list:

可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）
在这里插入图片描述

（1）添加：

lpush key value: 将元素加入列表左表
rpush key value：将元素加入列表右边

127.0.0.1:6379> lpush myList a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush myList b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush myList c
(integer) 3

（2）获取：

lrange key start end ：范围获取

127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1
	1) "b"
	2) "a"
	3) "c"

（3）删除：

lpop key：删除列表最左边的元素，并将元素返回
rpop key：删除列表最右边的元素，并将元素返回

-- 存储数据 
127.0.0.1:6379> lpush mylist a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush mylist b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush mylist c
(integer) 3
-- 遍历数据
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
	1) "b"
	2) "a"
	3) "c"
-- 演示弹出数据
127.0.0.1:6379> lpop mylist
"b"
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
	1) "a"
	2) "c"
127.0.0.1:6379> rpop mylist
"c"
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "a"

127.0.0.1:6379> rrange mylist 0 -1
(error) ERR unknown command 'rrange' -- 不存在rrange命令
127.0.0.1:6379>

5. 集合类型 set ：不允许重复元素

存储：sadd key value

127.0.0.1:6379> sadd myset a -- 往myset中存元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset a -- 存入相同元素失败
(integer) 0

获取：smembers key:获取set集合中所有元素

127.0.0.1:6379> smembers myset --遍历集合
1) "a"

删除：srem key value:删除set集合中的某个元素

127.0.0.1:6379> srem myset a -- 删除元素
(integer) 1

注意：存入和取出顺序不一致。

6. 有序集合类型 sortedset：

不允许重复元素，且元素有顺序。

每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过double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。

存储：zadd key score value

127.0.0.1:6379> zadd mysort 60 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 50 lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 80 wangwu
(integer) 1

获取：zrange key start end [withscores]

-- 遍历方式一
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
	1) "lisi"
	2) "zhangsan"
	3) "wangwu"
-- 遍历方式二
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
	1) "zhangsan"
	2) "60"
	3) "wangwu"
	4) "80"
	5) "lisi"
	6) "500"

删除：zrem key value

127.0.0.1:6379> zrem mysort lisi
(integer) 1

代码

-- 添加三个元素
127.0.0.1:6379> zadd mysort 2 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 1 lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 3 wangwu
(integer) 1
-- 遍历集合方式一（有序：根据double类型数字）
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
	1) "lisi"
	2) "zhangsan"
	3) "wangwu"
-- 遍历集合方式二
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
	1) "lisi"
	2) "1"
	3) "zhangsan"
	4) "2"
	5) "wangwu"
	6) "3"
-- 移除元素wangwu
127.0.0.1:6379> zrem mysort wangwu
(integer) 1
-- 查看移除效果
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
	1) "lisi"
	2) "zhangsan"
127.0.0.1:6379>

-- 修改lisi的位置（优先级）
127.0.0.1:6379> zadd mysort 800 lisi
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
1) "zhangsan"
2) "lisi"
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
1) "zhangsan"
2) "2"
3) "lisi"
4) "800"
127.0.0.1:6379>

集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

7. 通用命令

Redis keys 命令

keys *：查询所有的键

127.0.0.1:6379> keys *
1) "myset"
2) "mysort"
3) "password"
4) "username"
127.0.0.1:6379>

type key：获取键对应的value的类型

127.0.0.1:6379> type username
string
127.0.0.1:6379> type mysort
zset
127.0.0.1:6379> type myset
set
127.0.0.1:6379>

del key：删除指定的key value

127.0.0.1:6379> keys *
	1) "myset"
	2) "mysort"
	3) "password"
	4) "username"
127.0.0.1:6379> del password --删除指定的键
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
	1) "myset"
	2) "mysort"
	3) "username"
127.0.0.1:6379>

四、持久化

持久化： redis是一个内存数据库，当redis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。

以下介绍两种redis持久化机制：两种方式启动服务器的时候均需要携带配置文件（redis.windows.conf），方能生成持久化文件。

1、RDB：

配置文件默认方式，不需要进行配置，默认就使用这种机制。
在一定的间隔时间中，检测key的变化情况，然后持久化数据。
推荐使用，对性能影响较小。

（1）编辑redis.windwos.conf文件（以下是默认持久化时间）在这里插入图片描述
（2）重新启动redis服务器，并指定配置文件名称

在这里插入图片描述

D:\JavaWeb2018\day23_redis\资料\redis\windows-64\redis-2.8.9>redis-server.exe redis.windows.conf

双击打开客户端

示例：

在这里插入图片描述
对于已经持久化的文件，已经保存在磁盘，下次可以带配置文件直接访问。

2、AOF：

日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作。
可以每一次命令操作后，持久化数据。
不推荐使用，对性能影响较大。

编辑redis.windwos.conf文件

-- 默认
> appendonly no（关闭aof） --> appendonly yes （开启aof）

> # appendfsync always ： 每一次操作都进行持久化
> appendfsync everysec ： 每隔一秒进行一次持久化
> # appendfsync no	 ： 不进行持久化

cmd启动服务器：

D:\JavaWeb2018\day23_redis\资料\redis\windows-64\redis-2.8.9>redis-server.exe redis.windows.conf

双击启动客户端

在这里插入图片描述
持久化保存在：appendonly.aof文件里边。

五、Java客户端 Jedis

1、Jedis: 一款java操作redis数据库的工具.

使用步骤：

（1）下载jedis的jar包

 <dependency>
   <groupId>redis.clients</groupId>
   <artifactId>jedis</artifactId>
   <version>2.7.0</version>
 </dependency>
 
 <dependency>
   <groupId>junit</groupId>
   <artifactId>junit</artifactId>
   <version>4.11</version>
   <scope>compile</scope>
 </dependency>

（2）使用

    /**
     * 快速入门
     */
    @Test
    public void test1(){
        //1.获取连接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
        //2.操作
        jedis.set("song","qiang");
        //3.关闭连接
        jedis.close();
    }

2、Jedis操作各种redis中的数据结构

（1）字符串类型 string

 @Test
 public void test2(){
     //1.获取连接
     Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空参构造，默认值为localhost，6379端口
     //2.操作
     jedis.set("song2","qiang2");
     //3.获取
     String song = jedis.get("song2");
     System.out.println("song2:"+song);

	/**
     * 可以使用setex(key,秒,value)方法存储可以指定夫妻时间key value
     * 将activecode：hehe键值对存入redis，并且20秒后自动删除该键值对
     * 
     * 应用：此链接24h内有效
     */
     jedis.setex("activecode",20,"hehe");
     //4.关闭连接
     jedis.close();
 }
 
song2:qiang2

（2）哈希类型 hash ： map格式

hset
hget
hgetAll

@Test
public void test5(){
    //1.获取连接
    Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
    //2.操作
    jedis.hset("usermap","name","lisi");
    jedis.hset("usermap","age","22");
    jedis.hset("usermap","gender","男");

	//取出键为age的map
    String age = jedis.hget("usermap", "age");
    System.out.println("age:"+age);
	//遍历所有map
    Map<String, String> usermap = jedis.hgetAll("usermap");
    Set<String> keyset = usermap.keySet();
    for (String key : keyset) {
        String value = usermap.get(key);
        System.out.println(key+":"+value);
    }
    //3.关闭连接
    jedis.close();
}
age:22
gender:男
name:lisi
age:22

（3）列表类型 list ： linkedlist格式。支持重复元素

lpush / rpush
lpop / rpop
lrange start end : 范围获取

@Test
public void test3(){
   //1.获取连接
   Jedis jedis = new Jedis();
   //2.操作
   jedis.lpush("list","123","456","789");//从左边存
   jedis.rpush("list","a","b","c");//从右边存

   List<String> song = jedis.lrange("list", 0, -1);
   for (String s : song) {
       System.out.println(s);
   }

   String list = jedis.lindex("list", 1);//取出左边第二个元素
   System.out.println("list:"+list);

   String lpop = jedis.lpop("list");//删除左边第一个元素
   System.out.println("lpop:"+lpop);

   //3.关闭连接
   jedis.close();
}

789
456
123
a
b
c
list:456
lpop:789

（4）集合类型 set ：不允许重复元素

sadd
smembers:获取所有元素

@Test
 public void test4(){
     //1.获取连接
     Jedis jedis = new Jedis("localhost");
     //2.操作
     jedis.sadd("myset","java","php","c#","c++");
	//获取全部元素
     Set<String> myset = jedis.smembers("myset");
     System.out.println("myset:"+myset);
     //3.关闭连接
     jedis.close();
 }
myset:[c#, c++, java, php]

（5）有序集合类型 sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

zadd
zrange
zrangeWithScores:获取tuple{score,element}

@Test
public void test6(){
    //1.获取连接
    Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
    //2.操作
    jedis.zadd("mysortedset",3,"亚瑟");
    jedis.zadd("mysortedset",33,"猴子");
    jedis.zadd("mysortedset",333,"后裔");

    //遍历值
    Set<String> mysortedset = jedis.zrange("mysortedset", 0, -1);
    for (String s : mysortedset) {
        System.out.println(s);
    }
    System.out.println();

    Set<Tuple> zrangeWithScores = jedis.zrangeWithScores("mysortedset", 0, -1);
    for (Tuple zrangeWithScore : zrangeWithScores) {
        double score = zrangeWithScore.getScore();//获取score
        String element = zrangeWithScore.getElement();//获取element值
        System.out.println(score+":"+element);
    }
    System.out.println();

    //查找亚瑟的index
    Long zrem = jedis.zrem("mysortedset", "猴子");
    System.out.println("zrem:"+zrem);
    
    //3.关闭连接
    jedis.close();
}

亚瑟
猴子
后裔

3.0:亚瑟
33.0:猴子
333.0:后裔

zrem:1

（6）Redis Java Keys 实例

keys()
randomKey()
ping()

@Test
public void test7(){
    //连接本地的 Redis 服务
    Jedis jedis = new Jedis("localhost");
    System.out.println("Connection to server sucessfully");

    //查看服务是否运行
    System.out.println("Server is running: "+jedis.ping());
    System.out.println();

    //随机弹出一个key
    String randomKey = jedis.randomKey();
    System.out.println("ramdomKey:"+randomKey);
    System.out.println();

    //遍历所有key
    Set<String> keys = jedis.keys("*");
    for (String key : keys) {
        System.out.println("key:"+key);
    }
    
}

Connection to server sucessfully
Server is running: PONG

ramdomKey:myset

key:usermap
key:mysortedset
key:list
key:song2
key:myset
key:username

Process finished with exit code 0

3、jedis连接池： JedisPool

（1）使用：

创建JedisPool连接池对象
调用方法 getResource()方法获取Jedis连接

（2）导入依赖

 <dependency>
   <groupId>org.apache.commons</groupId>
   <artifactId>commons-pool2</artifactId>
   <version>2.3</version>
 </dependency>

（3）测试类

public class PoolTest {

    //连接池入门
    @Test
    public void test(){
        //0、创建一个配置对象
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(50);//最大连接数
        config.setMaxTotal(10);//最大空闲连接

        //public JedisPool(GenericObjectPoolConfig poolConfig, String host)

        //1、创建Jedis连接池对象
        JedisPool jedisPool = new JedisPool(config,"localhost");

        //2、获取连接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);

        //3、使用
        jedis.set("haha","heihei");

        //4、关闭：归还到连接池中
        jedis.close();

    }
    @Test
    public void testPoolUtils(){
        //从连接池工具类中获取连接
        Jedis jedis = JedisPoolUtils.getJedis();
        //使用
        jedis.set("haizi","1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
        //关闭连接
        jedis.close();
    }

}

（4）连接池工具类

/**
 * JedisPool工具类
 *      加载配置文件，配置连接池的参数
 *      提供获取连接的方法
 */
public class JedisPoolUtils {
    private static JedisPool jedisPool;

    static {
        //1、读取配置文件
        InputStream is = JedisPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jedis.properties");
        
        //2、创建Properties对象
        Properties properties = new Properties();
        try {
            properties.load(is);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //3、获取数据，设置到JedisPoolConfig中
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(Integer.valueOf(properties.getProperty("maxTotal")));
        config.setMaxIdle(Integer.valueOf(properties.getProperty("maxIdle")));

		//4、创建Jedis连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(config, properties.getProperty("host"),
                Integer.valueOf(properties.getProperty("port")));
    }
    /**
     * 获取连接的方法
     */
    public static Jedis getJedis(){
        return jedisPool.getResource();
    }
}

（5）配置文件jedis.properties

host=127.0.0.1
port=6379
maxTotal=50
maxIdle=10

目录结构
在这里插入图片描述

六、案例：

1、案例需求：

提供index.html页面，页面中有一个省份下拉列表

当页面加载完成后发送ajax请求，加载所有省份

在这里插入图片描述

2、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，需要将redis缓存数据情况，再次存入。
在service对应的增删改方法中，将redis数据删除。

文章目录

今日内容redis

一、概念：

1、什么是NOSQL

2、主流的NOSQL产品

3、什么是Redis

二、下载安装使用

三、命令操作

1. redis的数据结构：

2. 字符串类型 string

3. 哈希类型 hash

4. 列表类型 list:

5. 集合类型 set ： 不允许重复元素

6. 有序集合类型 sortedset：

7. 通用命令

四、持久化

1、RDB：

2、AOF：

五、Java客户端 Jedis

1、Jedis: 一款java操作redis数据库的工具.

（1）下载jedis的jar包

（2）使用

2、Jedis操作各种redis中的数据结构

（1）字符串类型 string

（2）哈希类型 hash ： map格式

（3）列表类型 list ： linkedlist格式。支持重复元素

（4）集合类型 set ： 不允许重复元素

（5）有序集合类型 sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

（6）Redis Java Keys 实例

3、jedis连接池： JedisPool

（1）使用：

（2）导入依赖

（3）测试类

（4）连接池工具类

（5）配置文件jedis.properties

六、案例：

1、案例需求：

2、注意：使用redis缓存一些不经常发生变化的数据。

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5. 集合类型 set ：不允许重复元素

（4）集合类型 set ：不允许重复元素