redis入门

最新推荐文章于 2024-11-01 12:31:09 发布

yingyunzhizi

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分类专栏： java微服务架构分布式项目技术文章标签： redis

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/yingyunzhizi/article/details/90759978

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本文深入解析Redis非关系型数据库的特点，包括其数据结构、应用场景、安装配置、与Java及Spring框架的集成，以及缓存、分布式锁、Lua脚本等高级功能。探讨Redis的持久化策略、内存回收机制和集群部署方案。

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一、什么是Redis？

redis是一款非关系型数据库（NoSql，not only sql - 不仅仅是sql），数据存放结构是按照key-value类型存放的，而且数据是保存在内存中的，相对于传统的关系型数据库（数据放在硬盘上），数据的读写速度非常的快（10W/s），另外相对于其他的数据库，Redis也提供了持久化的功能，但是相对于传统的关系型数据库，数据安全性没有那么可靠，而且数据存放的大小也比不上关系型数据库，因此在实际开发过程中，项目既会用到关系型数据库也会用到非关系型数据。

二、Redis的运用场景

1）作为缓存服务器（常见）

2）处理高速读写时的数据一致性问题

3）进行数据共享

4）分布式锁

5）分布式序号递增

三、Redis的安装

基本的安装过程

解压：tar -zxf redis-3.2.4.tar.gz

进入解压包：cd redis-3.2.4

编译安装：

make

make install

启动redis

cd src

./redis-server

注意：当前会默认按照前台进程的方式启动redis

设置redis的后台进程的启动方式

拷贝配置文件：cp ../redis.conf ./

修改配置文件：vim redis.conf

启动redis：./redis-server redis.conf

设置redis的远程连接模式

开放6379的端口

修改配置文件：vim redis.conf

四、Java如何操作Redis

1）添加依赖

<groupId>redis.clients</groupId>

<artifactId>jedis</artifactId>

</dependency>

2）编写代码

五、Spring如何操作Redis

1）添加依赖

2）添加Spring的配置文件

3）使用Spring

注意：Spring提供了一个模板对象，该模板对象默认会对设置的值进行序列化和反序列化

六、SpringBoot如何操作Redis

1）添加依赖

2）配置application.yml

3）使用redis

七、Redis的基本数据结构

1）字符串

key - value

2）哈希

key - {field: value, field: value....}

3）链表

key - value1,value2,value3....

底层数据结构：双向链表

4）集合

key - [value3,value5,value1,value2....]

底层数据结构：哈希表

5）有序集合

key - [(score,value1), (score,value2), (score,value3).....]

底层数据结构：跳跃表

6）基数

redis中文网： https://www.redis.net.cn/

注意：redisTemplate根据不同的数据结构，将相关的操作方法封装到不同的对象当中。但是有些命令是通用的，就直接通过redisTemplate调用就可以了。比如删除一个key

八、redis的发布和订阅 - （RedisMQ）

RedisMQ和传统的MQ组件有什么区别？

RedisMQ：轻量级、消息实时性较好，但是消息可靠性较低，而且消息不能持久化，所以redis适合那种消息实时性要求较高但是可靠性要求较低的场景

传统的MQ：专业级、消息实时性相对较低，但是通常都有消息的可靠性保证机制，而且消息也能够持久化，并且消息的存储量级可以非常大。

九、超时命令

什么是超时命令？

超时命令就是用来设置一个key的过期时间

为什么需要超时时间？

redis的数据是存放在内存中的，通常数据库中的数据不可能完全的同步到redis中，提升系统性能。所以在实际开发过程中，通常需要redis中保留更多的热点数据，但是如何保证redis中尽可能的存储热点数据？就需要通过key的超时命令实现。对所有的key都设置一个超时命令，如果是热门数据，这个key过期后，自然会被立刻重建回缓存，但是冷门数据就会自动的删除掉，节省redis的内存空间。

注意：在很多公司都有一定的开发规范，通常都要求设置缓存key的时候，跟上超时时间

超时的相关命令：

ttl：查看当前key的超时时间

-1 - 表示永生（没有超时时间）

-2 - 表示当前key已经超时或者不存在

正整数 - 剩余的存活时间

expire：设置超时时间

persist：移除key的超时时间

SpringBoot如何设置过期时间：

面试题：redis中一个key过期之后，是否立刻从内存中移除？

no - 不是，因为如果要做到实时移除，会对redis的性能损耗巨大。

redis在3种情况下，会移除过期的key-value：

1）当用用户尝试获取一个过期的key时，会立刻从内存中移除这个key

2）redis自带一个定时器，定期扫描部分内存，移除其中过期的key

3）当redis的内存已经满了后，根据内存的淘汰策略可能淘汰掉某些过期的key（有可能永生的key也会被移除）

十、Lua脚本

1）redis的线程模型（单线程模型/多线程模型）：

多线程模型（tomcat）：

单线程模型（redis）：

为什么redis会采用单线程模型？（单线程模型和多线程模型哪种更好？）

多线程模型通常用于处理请求较慢的服务，比如tomcat。如果tomcat设计成单线程模型的问题，在于多个用户同时发送请求时，有些用户的请求可能会涉及数据库的访问、网络的访问等等比较耗时的操作，那么tomcat的单线程就会阻塞到这些耗时请求之上，这些请求没有返回结果时，tomcat服务的cpu就会处于空闲的状态，一直到这些请求返回结果之后，tomcat才能继续处理其他的请求。因此单线程模型不适合tomcat服务，会极大的浪费cpu的资源。

单线程模型通常适合处理请求极快的服务，比如redis。因为redis不会有耗时的操作（比如访问数据库，访问网络的操作），而且redis是直接操作内存的，所以每个请求的操作速度都会非常的快。如果采用多线程模型，反而还需要进行线程间的切换，带来额外的服务器性能损耗。

既然redis是单线程模型，能不能认为redis的所有操作都是线程安全的？

NO，虽然redis是单线程模型，但是不能表示redis是线程安全的。因为用户的多个命令之间有可能会夹杂着其他用户的命令，从而导致最后的数据结果不一致。但是redis提供了一种命令原子性的特性 - Lua脚本。redis中执行lua脚本一定是原子操作，要么都不执行，要么都执行，在执行lua脚本的过程中是不会再去直接其他客户端命令的。

2）lua脚本的语法：

.....

3）redis如何操作lua脚本：

语法：eval "lua脚本" number [key1 key2....] [arg1 arg2.....]

number：表示lua脚本中，key的数量，如果没有key，则设置为0

[key1 key2....]：表示对应lua脚本中key的变量值

[arg1 arg2.....]：表示对应lua脚本中非key的变量值

案例：

eval "return 'Hello'" 0

eval "redis.call('set', 'name', 'xiaoming')" 0

eval "return redis.call('get', 'name')" 0

eval "redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])" 1 age 18 - 带变量