Redis入门

Redis

一、引出redis:

1、Redis的概念:

redis是一个key-value存储系统。和Memcached类似，它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。在此基础上，redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

 

能够解决什么问题?(实例)

      

图1图 2图3

      

图4

 

如图所示:

1: 表示前台,执行一个update的操作(乐观锁的存在)

2: 访问同一个数据库

3: 表示后台,同样执行一个update的操作(乐观锁的存在)

4: 表示一个缓存的服务(Redis)

 

执行如下的操作:

1. 前台用户进入个人中心(select ... id=xx)

2. 后台管理员进入审核页面,查看id为xx的用户的信息

3. 前台用户修改个人资料

4. 后台管理员进入审核页面,来查看前台用户提交的信息

 

 

 

系统当中引入了传统的缓存框架:(ehcache),但是传统的缓存框架只是一个内置的缓存框架,如图所示:前端的缓存和后台的缓存是存放在独自的tomcat当中(独立存在的),当前端或者后台执行了更新等的操作的时候,只会在自身的缓存当中去更新,而后台缓存当中的数据是不会执行更新的操作的

如何解决在分布式式环境下,缓存不能同步的问题?

 

让缓存集中处理(大家使用同一个缓存服务),我们需要一个类似于MYSQL这样可以通过服务来提供第三方的缓存工具(缓存服务器);

流行的第三方缓存服务器:memcache/redis

 

2、 初识redis

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统(可以把redis想象成一个巨大的MAP)。

 

Redis和ehcache(缓存框架)的区别，ehcache可以看做一个嵌入式的缓存框架，而redis是一个独立的应用服务（像MYSQL一样），既可以提供缓存功能，还可以把数据持久化到磁盘上(redis也可以提供持久化的功能,在某些情况下,redis也可以作为数据库存在)；

Redis提供了一些丰富的数据结构，包括 lists, sets, ordered sets 以及 hashes ，当然还有和Memcached一样的 strings结构.Redis当然还包括了对这些数据结构的丰富操作。

 

理解:

Redis可以当作是一个Maap(key-value),所有的key都可以初步的理解为String(实际是byte[])

Value-------->

Memcache中,value也是byte[](String)-----------------map<String,String>

Redis中,value的可选的类型有很多,Stirng,list,set,orderset,hash  Map<String,xxx>

 

 

Redis的优势:

1. 性能极高 – Redis能支持超过 10W次每秒的读写频率。

2. 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

3. 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作合并后的原子性执行(简单的事务)。

4. 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe(发布/订阅), 通知, key 过期等等特性。

 

 

 

Redis的理念:

redis是一个key-value的内存存储应用(使用redis主要还是把数据存在内存中,这个可以最大的使用redis的性能优势)；

redis可以把数据存储在内存中，也可以持久化到磁盘上；

redis不是一个适用于任何场景的存储应用；

我们之前介绍数据库:关系型数据库,面向对象数据库,NoSQL(Not only SQL)--->(KEY-VALUE)内存数据库;

redis不光可以作为一个缓存,他还是一个高效的内存数据库;可以在某些情况下,高效的替换到传统的关系型数据库,非常好的处理好高并发,高请求的场景;

 

redis在线入门 ： http://try.redis.io/

redis 中文资料站： http://www.redis.cn/

redis 命令手册： http://www.redisdoc.com/en/latest/index.html

 

 

二、Redis入门

1. 基本的命令:

SET  KEY  VALUE:把VALUE保存到redis中KEY对应的值;

GET KEY:取出redis中KEY对应的值;

在示例中,key的值为server:name:代表server的name;这是redis中key取名的一个规范;

Redis不仅仅是一个缓存,还是一个数据库,这种数据库和传统的关系型数据库最大的区别在于,传统的关系型数据库,在保存数据之前,都已经有一个固定的schema;内容是保存在一个schema中不同行的数据;所有的数据都存在在一张指定的表中,所有的内容都对应表里面一个指定的行,每一个行都有固定的数据类型;

 

所以,当我们在使用关系型数据库表现一个对象(数据结构的时候),我们能够事前通过schema规范好这个对象的结构;

比如,要表现User这个对象,只需要创建一个user表,在表里面创建id,name,password三个列,在保存数据的时候,就是直接把数据保存到这个表中对应的列中;要查询id为1的user,可以通过select语句去表的内容里面进行结构化的筛选;

对于redis而言,整个数据库就是一个map,没有任何结构可言,所有通过set等方法扔到redis中的数据,可以理解为就是所有的数据乱七八糟的放在一个Map当中.

 

 

2. redis的基本概念

 

 

数据库:

1. Redis也有数据库的概念,一个数据库中可以保存一组数据

2. 各个数据之间是相互隔离的,当然也可以在不同数据库之间复制数据

3. 一般一个应用都会单独的使用一个数据库

4. 每一个数据库都有一个id号,默认的数据库id为0

5. 可以使用select命令选择当前使用的数据库

6. redis默认为我们创建16个数据库,这个参数可以在redis配置文件中使用 databases修改;

 

 

Command(命令)

1. redis中提供了非常大量的命令来方便的操作数据库中的数据,还可以使用redis中 的一些特性；

2. redis的命令可以简单理解为mysql的SQL命令；

3. redis命令分为

1.  对数据的操作；

2.  发布/订阅相关操作；

3.  事务控制；

4.  脚本命令；

5.  连接服务器命令；

6.  数据库服务相关命令；

 

KEY-VALUE

1. key用来标记一个数据；一般在key中需要尽量标明数据的名字(还可以使用key来表明数据所属类型)，比如用于标示一个对象的时候，可以使用user:1000来作为key，代表id为1000的用户对象；

 

2. value表示一个key对应的值；在redis中，数据可以是任何内容，redis把所有的value都作为byte处理；所以可以用来保存任何内容；

 

3. redis最突出的特点是提供了5种常用的数据存储类型（value的类型），深刻理解这5中数据结构和各自的使用场景，对redis的使用有很大帮助；

 

 

Query(检索)

 

1，在redis中，不支持对value进行任何形式的查询；

例如，保存一个user：

set user:1 '{name:"hello",id:1}'

是无法通过redis去查询name为hello的user；要查询的内容，只能反映在key值上，所以如果要按照用户的name查询，只能再添加一条数据：

set user:name:stef 1

2，redis不是一个适用于任何场景的存储方案，考虑使用redis需要对业务进行考评，用redis的思想去重新设计数据结构；

 

存储

1，redis可以作为内存数据库，也可以把数据持久化到磁盘上；大部分情况下,都是把redis作为内存数据库;(如果要作为数据库,使用集群)

2，默认情况下

(每分钟改变一次,900秒保存一次,如下的依次类推!!!)

#   after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed

#   after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed

#   after 60 sec if at least 10000 keys changed

在redis配置文件中：(也可以手动去配置)

save 900 1

save 300 10

save 60 10000

 

3，数据默认存储在安装目录下.rdb文件中（可以在配置文件中dbfilename dump.rdb配置）；

 

4，redis也可以设置为append模式，每次key的修改都会append到文件中，这种方式有可能丢失60秒的数据；

 

    1，通过配置：appendonly yes开启(追加)

    2，appendfilename "appendonly.aof"设置append文件；

    3，可以设置append的模式（类似于mysql的事务文件同步机制）：

        # appendfsync always：每次更新key及时同步到append文件；

           appendfsync everysec：每一秒同步一次key的更新；

        # appendfsync no：不管理append文件的更新，根据操作系统去定

 

 

3.  redis数据结构

如何去学习数据结构?(redis.cn)

redis中丰富数据结构是redis区别memcache等其他NOSQL一个重要的优势;学习redis中的5中数据结构对使用redis有非常大的帮助;

 

1，熟悉数据结构的意义,最简单方法和java的数据类型对比;

2，了解数据结构常用的一些命令（看文档，学会看懂文档中命令的意思和使用方式）；

3，尝试使用一些这些命令，做简单的实验（可以不需要场景，就只是看结果）；

4，了解该数据结构的使用场景（文档/网上资料），设计一个具体的场景，使用有效命令完成场景操作；

5，了解该数据结构的实现原理，了解该数据结构不同操作的执行效率（进阶）

 

 

 

 

1.   Redis中的String

1 redis中最常见的数据类型；内容可以是任何值(因为string对应着byte[])；

2 可以通过set key value添加一个值；

3 常见的字符串操作：

strlen key：返回key的value的值长度；

getrange key X Y：返回key对应value的一个子字符串，位置从X到Y；0 -1(所有)

append key value：给key对应的value追加值，如果key不存在，相当于set一个新的值；

 

4 如果字符串的内容是数值（integer，在redis中，数值也是string）

1，incr key：在给定key的value上增加1；（常用于id）；redis中的incr是一个原子操作，支持并发；如果key不存在，则相当于设置1；

2，incrby key value：给定key的value上增加value值；相当于key=key.value+value；这也是一个原子操作；

3，decr：在给定key的value上减少1；

4，decrby key value：给定key的value上减少value值；

5,string最常见的使用场景：

 存储json类型对象(首先判断是否存在,创建一个对象,key为user:id)

   incr user:id (把user对象的id实现自增)

   set user:1 {id:1,name:XXXX}

   incr user:id

   set user:2 {id:2,name:XXXX}

 

 作为计数器, incr count;

   优酷视频点赞

   incr vedio:100:goodcount

   decr vedio:100:goodcount

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.   Redist中的list

redis中的list

1，redis的LIST结构(想象成java中的List)，是一个双向链表结构，可以用来存储一组数据；从这个列表的前端和后端取数据效率非常高；

2，list的常用操作：

1，RPUSH：在一个list最后添加一个元素

RPUSH firends "stef"

 

2，LPUSH：在一个list最前面添加一个元素

LPUSH firends "stea"

 

3，LTRIM key start stop：剪裁一个列表，剩下的内容从start到stop；

LTRIM friends 0,3 =>只剩下前4个数据；

 

4，LRANGE key start stop：获取列表中的一部分数据，两个参数，第一个参数代表第一个获取元素的位置（0）开始，第二个值代表截止的元素位置，如果第二个参数为-1，截止到列表尾部；

LRANGE firends 0 -1

 

5，LLEN key： 返回一个列表当前长度

LLEND friends

 

6，LPOP：移除list中第一个元素，并返回这个元素

LPOP friends

 

7，RPOP：移除list中最后一个元素，并返回这个元素；

RPOP friends

 

 

3,使用场景:

   1,可以使用redis的list模拟队列,堆栈(栈:先进后出,队列:先进先出)

   2,朋友圈点赞；

      规定:朋友圈内容的格式:

            1,内容:   user:x:post:x content来存储;

            2,点赞:  post:x:good list来存储;

      1，创建一条微博内容：set user:1:post:91 'hello redis';

      2，点赞：

                    lpush post:91:good '{id:1,name:stef,img:xxx.jpg}'

                    lpush post:91:good '{id:2,name:xl,img:xxx.jpg}'

                    lpush post:91:good '{id:3,name:xm,img:xxx.jpg}'

      3，查看有多少人点赞: llen post:91:good

      4，查看哪些人点赞：lrange post:91:good 0 -1

思考，如果用数据库实现这个功能，SQL会多复杂？？

 

 

示例2：回帖

     1，创建一个帖子：set user:1:post:90 'wohenshuai'

     2，创建一个回帖：set postreply:1 'nonono'

     3，把回帖和帖子关联：lpush post:90:replies 1

     4，再来一条回帖：set postreply:2 'hehe'

                               lpush post:90:replies 2

     5，查询帖子的回帖：lrange post:90:replies  0 -1

                               get postreply:2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.   Redis中的Set

redis中的set

1，SET结构和java中差不多，数据没有顺序，并且每一个值不能重复；

2，SET结构的常见操作：

1，SADD：给set添加一个元素

SADD language 'java'

 

2，SREM：从set中移除一个给定元素

SREM language 'php'

 

3，SISMEMBER：判断给定的一个元素是否在set中，如果存在，返回1，如果不存在，返回0

sismember language 'php'

 

4，SMEMBERS：返回指定set内所有的元素，以一个list形式返回

smembers language

 

5，SCARD：返回set的元素个数

    scard language

 

    6，SRANDMEMBER key count:返回指定set中随机的count个元素

    srandmember friends 3  //随机推荐3个用户（典型场景，抽奖）

 

7，SUNION(并集)：综合多个set的内容，并返回一个list的列表，包含综合后的所有元素;

sadd language 'php'

sadd pg 'c'

sadd pg 'c++'

sadd pgs 'java'

sadd pgs 'swift'

sunion language pg pgs

 

8，SINTER key [key ...] (交集)：获取多个key对应的set之间的交集

SINTER friends:user:1000 friends:user:1001 friends:user:1002 =>获取1000,1001,1002三个用户的共同好友列表；

 

9， SINTERSTORE destination key [key ...] ：获取多个key对应的set之间的交集，并保存为新的key值；目标也是一个set；

SINTER groupfriends friends:user:1000 friends:user:1001 friends:user:1002 =>获取三个用户共同的好友列表并保存为组好友列表；

 

 

 

3，set的使用场景：

    1，去重；自动去重复

    2，抽奖;

           1,准备一个抽奖池:sadd luckdraws 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

           2,抽3个三等奖:srandmember luckdraws 3

                         srem luckdraws 11 1 10

           3,抽2个二等奖:

 

    3，做set运算（好友推荐）

        1，初始化好友圈    sadd user:1:friends 'user:2' 'user:3' 'user:5'

                           sadd user:2:friends 'user:1' 'user:3' 'user:6'

                          sadd user:3:friends 'user:1' 'user:7' 'user:8'

        2,把user:1的好友的好友集合做并集;

            user:1 user:3 user:6 user:7 user:8

        3,让这个并集和user:1的好友集合做差集;

            user:1 user:6 user:7 user:8

        4,从差集中去掉自己

           user:6 user:7 user:8

        5,随机选取推荐好友

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.   Redis中的hash

1，hashes可以理解为一个map，这个map由一对一对的字段和值组成，所以，可以用hashes来保存一个对象：

2，hashes的常见操作：

1，HSET:给一个hashes添加一个field和value；

HSET user:1000 name "John Smith"

HSET user:1000 email "john.smith@example.com"

HSET user:1000 password "s3cret"

2，HGET可以得到一个hashes中的某一个属性的值：

HGET user:1000 name =>"John Smith"

 

3，HGETALL：一次性取出一个hashes中所有的field和value，使用list输出，一个field，一个value有序输出；

HGETALL user:1000 =>

1) "name"

2) "John Smith"

3) "email"

4) "john.smith@example.com"

5) "password"

6) "s3cret"

 

4，HMSET:一次性的设置多个值(hashes multiple set)

HMSET user:1001 name "Mary Jones" password "hidden" email "mjones@example.com"

 

5，HMGET：一次性的得到多个字段值(hashes multiple get)，以列表形式返回；

HMGET user:1001 name email =>

1)"Mary Jones"

2)"mjones@example.com"

 

6，HINCRBY：给hashes的一个field的value增加一个值(integer)，这个增加操作是原子操作：

HSET user:1000 visits 10

HINCRBY user:1000 visits 1 => 11

HINCRBY user:1000 visits 10 => 21

 

7，HKEYS：得到一个key的所有fields字段，以list返回：

HKEYS user:1000 =>

1)"name"

2)"password"

3)"email"

 

8，HDEL:删除hashes一个指定的filed；HDEL user:1000 visits

 

使用场景:

  1,使用hash来保存一个对象更直观;(建议不使用hash来保存)

2,分组(联系数据库)

        set  user:id  1

        set  dept:id  1

        HMSET ids  user:id 1  dept:id 1  orderbill:id  1

HINCRBY ids user:id

        HINCRBY ids dept:id

           

        HMSET users user:1 "{id:1,name:xx}" user:2 "{id:2,name:xx}"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.   Redis中的sorted set

 

1，SET是一种非常方便的结构，但是数据无序，redis提供了一个sorted set，每一个添加的值都有一个对应的分数，可以通过这个分数进行排序;sorted set中的排名是按照分组升序排列

2，Sortedset的常用操作：

1，ZADD：添加一个带分数的元素，也可以同时添加多个：

ZADD hackers 1940 "Alan Kay"

ZADD hackers 1906 "Grace Hopper"

ZADD hackers 1969 "Linus Torvalds"

ZADD hackers 1940 "Alan Kay" 1906 "Grace Hopper" 1969 "Linus Torvalds"

2， ZCOUNT key min max ：给定范围分数的元素个数：

ZCOUNT hackers 1940 1960 =>1940到1960的hacker个数；

 

3， ZRANK key member ：查询指定元素的分数在整个列表中的排名（从0开始）

ZRANK hackers "Alan Kay" =>alan kay的年龄在所有hacker中的排名；

 

4，zrange hackers 0 - 1 =>

1) "Grace Hopper"

2) "Alan Kay"

3) "Linus Torvalds"

 

    5，ZREVRANGE key start stop：按照分数从小到大排;   

 

3,sorted set的使用场景：sorted set算是redis中最有用的一种结构，非常适合用于做海量的数据的排行（比如一个巨型游戏的用户排名）；sorted set中所有的方法都建议大家去看一下；sorted set的速度非常快；

   示例1，天梯排名：

1，添加初始排名和分数：

2，查询fat在当前ladder中的排名：

3，查询ladder中的前3名：

4，jian增加了20ladder score：

 

   示例2，

              LRU淘汰最长时间没使用；

              LFU淘汰最低使用频率；

 

 

 

 

 

 

三、Redis基本使用

1.  Jedis

Jedis的简介:

jedis就是集成了redis的一些命令操作，封装了redis的java客户端。提供了连接池管理

 

Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);

Localhost:从哪里去连接,后面为端口号

jedis .set(“xx”,”xx”)   (redis中的命令值一致)

 

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>2.9.0</version>
    <type>jar</type>
    <scope>compile</scope>
</dependency>

 

 

2.  连接池:

与MySql一样,同样redis也存在连接池的概念

 

 

3. 序列化对象

 

 

<dependency>
    <groupId>org.mybatis.caches</groupId>
    <artifactId>mybatis-redis</artifactId>
    <version>1.0.0-beta2</version>
</dependency>