Redis

目录

一、NOSQL

   1.  NOSQL和关系型数据库比较

   2.  主流的NOSQL产品

二、redis

1. 概念:

2. redis五大基本类型

 3. redis的应用场景

(1)String(字符串)

(2) List(列表)

(3) Set(集合)

         (4) sorted set(有序集合)

(5) hash(哈希)

三、 redis使用

1. 下载安装

2. 命令操作    

         (1)字符串类型 string

(2)哈希类型 hash

(3)列表类型 list

(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

通用命令 

3. 持久化 

4. Java客户端 Jedis

    (1)Jedis: 一款java操作redis数据库的工具​编辑

    (2)使用步骤:

    (3)Jedis操作各种redis中的数据结构

5.   jedis连接池: JedisPool

(1) 创建JedisPool连接池对象

(2)调用方法 getResource()方法获取Jedis连接

(3)使用

(4)关闭 归还到连接池中


一、NOSQL

        NoSQL(NoSQL = Not Only SQL),意即“不仅仅是SQL”,是一项全新的数据库理念,泛指非关系型的数据库。
        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.  NOSQL和关系型数据库比较

            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。

        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。

        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。

        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

        •    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

        •    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

        •    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

        •    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。

二、redis

1. 概念:

             redis是一款高性能的NOSQL系列的非关系型数据库

             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

            Redis是一个开源,内存存储的数据结构服务器,可用作数据库,高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合,位图,hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能,同时通过Redis Sentinel提供高可用,通过Redis Cluster提供自动分区。

2. redis五大基本类型

        * 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的数据类型及数据结构:
                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

 3. 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

(1)String(字符串)

1 String类型是redis的最基础的数据结构,也是最经常使用到的类型。 
  而且其他的四种类型多多少少都是在字符串类型的基础上构建的,所以String类型是redis的基础。

2 String 类型的值最大能存储 512MB,这里的String类型可以是简单字符串、 复杂的xml/json的字符串、
  二进制图像或者音频的字符串、以及可以是数字的字符串

应用场景

1、缓存功能:String字符串是最常用的数据类型,不仅仅是redis,各个语言都是最基本类型,
   因此,利用redis作为缓存,配合其它数据库作为存储层,利用redis支持高并发的特点,
   可以大大加快系统的读写速度、以及降低后端数据库的压力。

2、计数器:许多系统都会使用redis作为系统的实时计数器,可以快速实现计数和查询的功能。
   而且最终的数据结果可以按照特定的时间落地到数据库或者其它存储介质当中进行永久保存。

3、统计多单位的数量:eg,uid:gongming count:0 根据不同的uid更新count数量。

4、共享用户session:用户重新刷新一次界面,可能需要访问一下数据进行重新登录,
   或者访问页面缓存 cookie,这两种方式做有一定弊端:
  (1)每次都重新登录效率低下 
  (2)cookie保存在客户端,有安全隐患。
   这时可以利用redis将用户的session集中管理,在这种模式只需要保证redis的高可用,
   每次用户session的更新和获取都可以快速完成。大大提高效率。

(2) List(列表)

list类型是用来存储多个有序的字符串的,列表当中的每一个字符看做一个元素

2.一个列表当中可以存储有一个或者多个元素,redis的list支持存储2^32次方-1个元素。

3.redis可以从列表的两端进行插入(pubsh)和弹出(pop)元素,支持读取指定范围的元素集, 
  或者读取指定下标的元素等操作。redis列表是一种比较灵活的链表数据结构,
  它可以充当队列或者栈的角色。

4.redis列表是链表型的数据结构,所以它的元素是有序的,而且列表内的元素是可以重复的。 
  意味着它可以根据链表的下标获取指定的元素和某个范围内的元素集。

应用场景

1、消息队列:reids的链表结构,可以轻松实现阻塞队列,可以使用左进右出的命令组成
            来完成队列的设计。
            比如:数据的生产者可以通过Lpush命令从左边插入数据,多个数据消费者,
            可以使用Rpop命令阻塞的“抢”列表尾部的数据。

2、文章列表或者数据分页展示的应用。比如,我们常用的博客网站的文章列表,当用户量越来越多时,
   而且每一个用户都有自己的文章列表,而且当文章多时,都需要分页展示,
   这时可以考虑使用redis的列表,
   列表不但有序同时还支持按照范围内获取元素,可以完美解决分页查询功能。大大提高查询效率。

(3) Set(集合)

1.redis集合(set)类型和list列表类型类似,都可以用来存储多个字符串元素的集合。

2.但是和list不同的是set集合当中不允许重复的元素。而且set集合当中元素是没有顺序的,不存在元素下标。

3.redis的set类型是使用哈希表构造的,因此复杂度是O(1),它支持集合内的增删改查, 
  并且支持多个集合间的交集、并集、差集操作。可以利用这些集合操作,
  解决程序开发过程当中很多数据集合间的问题。
数据结构:
        set的底层结构相对复杂写,使用了intset和hashtable两种数据结构存储,
        intset可以理解为数组。

应用场景

1、标签:比如我们博客网站常常使用到的兴趣标签,把一个个有着相同爱好,
        关注类似内容的用户利用一个标签把他们进行归并。

2、共同好友功能,共同喜好,或者可以引申到二度好友之类的扩展应用。

3、统计网站的独立IP。利用set集合当中元素不唯一性,可以快速实时统计访问网站的独立IP。

(4) sorted set(有序集合)

1. redis有序集合也是集合类型的一部分,所以它保留了集合中元素不能重复的特性,
   但是不同的是,有序集合给每个元素多设置了一个分数。

2. redis有序集合也是集合类型的一部分,所以它保留了集合中元素不能重复的特性,
   但是不同的是,有序集合给每个元素多设置了一个分数,利用该分数作为排序的依据。

应用场景

1、 排行榜:有序集合经典使用场景。例如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜,榜单维护可能是多方面:
    按照时间、按照播放量、按照获得的赞数等。

2、用Sorted Sets来做带权重的队列,比如普通消息的score为1,重要消息的score为2,
   然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。

(5) hash(哈希)

1. Redis hash数据结构 是一个键值对(key-value)集合,它是一个 string 类型的 field 和 value
   的映射表, redis本身就是一个key-value型数据库,
   因此hash数据结构相当于在value中又套了一层key-value型数据。
   所以redis中hash数据结构特别适合存储关系型对象

应用场景

1、由于hash数据类型的key-value的特性,用来存储关系型数据库中表记录,
   是redis中哈希类型最常用的场景。一条记录作为一个key-value,
   把每列属性值对应成field-value存储在哈希表当中,然后通过key值来区分表当中的主键。

2、经常被用来存储用户相关信息。优化用户信息的获取,不需要重复从数据库当中读取,提高系统性能。

三、 redis使用

1. 下载安装

    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


2. 命令操作
    (1)字符串类型 string

        1. 存储: set key value
            127.0.0.1:6379> set username zhangsan
            OK

        2. 获取: get key
            127.0.0.1:6379> get username
            "zhangsan"

        3. 删除: del key
            127.0.0.1:6379> del age
            (integer) 1


    (2)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: 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"
                
        3. 删除: hdel key field
            127.0.0.1:6379> hdel myhash username
            (integer) 1


    (3)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)

        1. 添加:
            1. lpush key value: 将元素加入列表左表
                127.0.0.1:6379> lpush myList a  
                (integer) 1
                127.0.0.1:6379> lpush myList b
                (integer) 2
                
            2. rpush key value:将元素加入列表右边               
                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   //(0 -1)代表获取所有
                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

(4)集合类型 set : 不允许重复元素

        a.  存储:sadd key value

  127.0.0.1:6379> sadd myset a
            (integer) 1
            127.0.0.1:6379> sadd myset a
            (integer) 0          

 
        b. 获取:smembers key:获取set集合中所有元素

    127.0.0.1:6379> smembers myset
            1) "a"
  127.0.0.1:6379> sadd myset a b c d
            (integer) 3

  127.0.0.1:6379> smembers myset  //不保证顺序
            1) "a"
            1) "d"
            1) "b"
            1) "c"


        c. 删除:srem key value:删除set集合中的某个元素

 127.0.0.1:6379> srem myset a
            (integer) 1

       
    (5)   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(score)。redis正是通过分数(score从小到大的顺序)来为集合中的成员进行从小到大的排序。

        a. 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


       b. 获取:zrange key start end [withscores]

 127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
            1) "lisi"
            2) "zhangsan"
            3) "wangwu"

 127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
            1) "lisi"
            2) "50"
            3) "zhangsan"
            4) "60"
            5) "wangwu"
            6) "80"
  127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
            1) "zhangsan"
            2) "60"
            3) "wangwu"
            4) "80"
            5) "lisi"
            6) "500"


        c. 删除:zrem key value  

 127.0.0.1:6379> zrem mysort lisi
            (integer) 1

 通用命令 

        1. keys * : 查询所有的键
        2. type key : 获取键对应的value的类型
        3. del key:删除指定的key value

3. 持久化 

    (1)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。

    (2)redis持久化机制:

        a. RDB: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

           1. 编辑redis.windwos.conf文件
                #   after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed
                save 900 1
                #   after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed
                save 300 10
                #   after 60 sec if at least 10000 keys changed
                save 60 10000
                
            2. 重新启动redis服务器,并指定配置文件名称
                D:\JavaWeb2018\day23_redis\资料\redis\windows-64\redis-2.8.9>redis-server.exe redis.windows.conf  


        b. 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

              1. 编辑redis.windwos.conf文件
                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

4. Java客户端 Jedis

    (1)Jedis: 一款java操作redis数据库的工具

    (2)使用步骤:

        1. 下载jedis的jar包
        2. 使用
            //1. 获取连接
            Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
               //2. 操作
               jedis.set("username","zhangsan");
            //3. 关闭连接
            jedis.close();

(3)Jedis操作各种redis中的数据结构

   a. 字符串类型 string

                                      set

                                       get

	        //1. 获取连接
	        Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空参构造,默认值 "localhost",6379端口

	        //2. 操作
	        //存储
	        jedis.set("username","zhangsan");
	        //获取
	        String username = jedis.get("username");
	        System.out.println(username);
	
	        //可以使用setex()方法存储可以指定过期时间的 key value
	        jedis.setex("activecode",20,"hehe");//将activecode:hehe键值对存入redis,并且20秒后自动删除该键值对
	
	        //3. 关闭连接
	        jedis.close();

  b.   哈希类型 hash : map格式  

            hset
			hget
			hgetAll

			//1. 获取连接
	        Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空参构造,默认值 "localhost",6379端口

	        //2. 操作
	        // 存储hash
	        jedis.hset("user","name","lisi");
	        jedis.hset("user","age","23");
	        jedis.hset("user","gender","female");
	
	        // 获取hash
	        String name = jedis.hget("user", "name");
 	        System.out.println(name);
            // 获取hash的所有map中的数据
		        Map<String, String> user = jedis.hgetAll("user");
           // keyset
 	        Set<String> keySet = user.keySet();
	        for (String key : keySet) {
	            //获取value
	            String value = user.get(key);
	            System.out.println(key + ":" + value);
	        }
	
	        //3. 关闭连接
	        jedis.close();

    c.  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
			
			 //1. 获取连接
	        Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空参构造,默认值 "localhost",6379端口
	        //2. 操作
	        // list 存储
	        jedis.lpush("mylist","a","b","c");//从左边存
	        jedis.rpush("mylist","a","b","c");//从右边存
	
	        // list 范围获取
	        List<String> mylist = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
	        System.out.println(mylist);
	        
	        // list 弹出
	        String element1 = jedis.lpop("mylist");//c
	        System.out.println(element1);
	
	        String element2 = jedis.rpop("mylist");//c
	        System.out.println(element2);
	
	        // list 范围获取
	        List<String> mylist2 = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
	        System.out.println(mylist2);
	
	        //3. 关闭连接
	        jedis.close();

   d.  集合类型 set  : 不允许重复元素

            sadd
			smembers:获取所有元素

			//1. 获取连接
	        Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空参构造,默认值 "localhost",6379端口
	        //2. 操作
            // set 存储
		        jedis.sadd("myset","java","php","c++");
            // set 获取
	        Set<String> myset = jedis.smembers("myset");
	        System.out.println(myset);
	
	        //3. 关闭连接
	        jedis.close();

   e.  有序集合类型 sortedset:不允许重复元素,且元素有顺序

	        zadd
			zrange

			//1. 获取连接
	        Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空参构造,默认值 "localhost",6379端口
	        //2. 操作
	        // sortedset 存储
	        jedis.zadd("mysortedset",3,"亚瑟");
	        jedis.zadd("mysortedset",30,"后裔");
	        jedis.zadd("mysortedset",55,"孙悟空");
	
	        // sortedset 获取
	        Set<String> mysortedset = jedis.zrange("mysortedset", 0, -1);
	
	        System.out.println(mysortedset);
       //3. 关闭连接
		        jedis.close();

5.   jedis连接池: JedisPool

(0)创建一个配置对象

   JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();

                            config.setMaxTotal(50);

                            config.setMaxIdle(10);

jedis详细配置: 

#最大活动对象数     
redis.pool.maxTotal=1000    
#最大能够保持idel状态的对象数      
redis.pool.maxIdle=100  
#最小能够保持idel状态的对象数   
redis.pool.minIdle=50    
#当池内没有返回对象时,最大等待时间    
redis.pool.maxWaitMillis=10000    
#当调用borrow Object方法时,是否进行有效性检查    
redis.pool.testOnBorrow=true    
#当调用return Object方法时,是否进行有效性检查    
redis.pool.testOnReturn=true  
#“空闲链接”检测线程,检测的周期,毫秒数。如果为负值,表示不运行“检测线程”。默认为-1.  
redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis=30000  
#向调用者输出“链接”对象时,是否检测它的空闲超时;  
redis.pool.testWhileIdle=true  
# 对于“空闲链接”检测线程而言,每次检测的链接资源的个数。默认为3.  
redis.pool.numTestsPerEvictionRun=50  
#redis服务器的IP    
redis.ip=xxxxxx  
#redis服务器的Port    
redis1.port=6379 

(1) 创建JedisPool连接池对象

 //1.创建Jedis连接池对象
 JedisPool jedisPool = new JedisPool(config,"localhost",6379);

(2)调用方法 getResource()方法获取Jedis连接

 Jedis jedis = jedisPool.getResource();

(3)使用

 jedis.set("hehe","heihei");

(4)关闭 归还到连接池中

 jedis.close();

* 连接池工具类 

* 连接池工具类
	public class JedisPoolUtils {

	private static JedisPool jedisPool;
			
	static{
 
	 //读取配置文件
	InputStream is = JedisPoolUtils.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.setMaxIdle(Integer.parseInt(pro.getProperty("maxIdle")));
			
	//初始化JedisPool
	 jedisPool = new 
     JedisPool(config,pro.getProperty("host"),Integer.parseInt(pro.getProperty("port")));
  }

​				
 /**
​  * 获取连接方法
​ */
​	 public static Jedis getJedis(){
​	 return jedisPool.getResource();

​	  }
  }


      

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