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Redis 從入門到起飛（上）

阿新 • • 發佈：2018-11-19

1. Redis 介紹

1.1 NoSQL 基本概念

為了解決高併發、高可用、高可擴充套件，大資料儲存等一系列問題而產生的資料庫解決方案，就是NoSql。

NoSql，叫非關係型資料庫，它的全名Not only sql。它不能替代關係型資料庫，只能作為關係型資料庫的一個良好補充。

 

1.2 NoSQL 分類

  • 鍵值(Key-Value)儲存資料庫 相關產品： Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB 典型應用： 內容快取，主要用於處理大量資料的高訪問負載。 資料模型： 一系列鍵值對 優勢： 快速查詢 劣勢： 儲存的資料缺少結構化

  • 列儲存資料庫 相關產品：Cassandra, HBase, Riak 典型應用：分散式的檔案系統 資料模型：以列簇式儲存，將同一列資料存在一起 優勢：查詢速度快，可擴充套件性強，更容易進行分散式擴充套件 劣勢：功能相對侷限

  • 文件型資料庫 相關產品：CouchDB、MongoDB 典型應用：Web應用（與Key-Value類似，Value是結構化的） 資料模型： 一系列鍵值對 優勢：資料結構要求不嚴格 劣勢： 查詢效能不高，而且缺乏統一的查詢語法

  • 圖形(Graph)資料庫 相關資料庫：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph 典型應用：社交網路 資料模型：圖結構 優勢：利用圖結構相關演算法。 劣勢：需要對整個圖做計算才能得出結果，不容易做分散式的叢集方案。

 

1.3 Redis 基本概念

Redis是使用c語言開發的一個高效能鍵值資料庫。Redis可以通過一些鍵值型別來儲存資料。 鍵值型別： String字元型別 map雜湊型別 list列表型別 set集合型別 sortedset有序集合型別

 

1.4 發展歷史

2008年，義大利的一家創業公司Merzia推出了一款基於MySQL的網站實時統計系統LLOOGG，然而沒過多久該公司的創始人 Salvatore Sanfilippo便 對MySQL的效能感到失望，於是他決定親自為LLOOGG量身定做一個數據庫，並於2009年開發完成，這個資料庫就是Redis。 不過Salvatore Sanfilippo並不滿足只將Redis用於LLOOGG這一款產品，而是希望更多的人使用它，於是在同一年Salvatore Sanfilippo將Redis開源釋出，並開始和Redis的另一名主要的程式碼貢獻者Pieter Noordhuis一起繼續著Redis的開發，直到今天。

Salvatore Sanfilippo自己也沒有想到，短短的幾年時間，Redis就擁有了龐大的使用者群體。Hacker News在2012年釋出了一份資料庫的使用情況調查，結果顯示有近12%的公司在使用Redis。國內如新浪微博、街旁網、知乎網，國外如GitHub、Stack Overflow、Flickr等都是Redis的使用者。

VMware公司從2010年開始贊助Redis的開發， Salvatore Sanfilippo和Pieter Noordhuis也分別在3月和5月加入VMware，全職開發Redis。

 

1.5 應用場景

快取（資料查詢、短連線、新聞內容、商品內容等等）。（最多使用） 分散式叢集架構中的session分離。 聊天室的線上好友列表。 任務佇列。（秒殺、搶購、12306等等） 應用排行榜。 網站訪問統計。 資料過期處理（可以精確到毫秒）

 

2. Redis 安裝

2.1 下載

官網地址：http://redis.io/ 下載地址：http://download.redis.io/releases/redis-3.0.0.tar.gz

 

2.2 安裝

#sftp 上傳安裝包到linux
#解壓
tar -zxvf redis.3.0.0.tar.gz
#安裝c語言環境
sudo apt-get install gcc-c++
#編譯
cd redis-3.0.0
make
#安裝
make install PREFIX = /usr/local/redis
# 檢視
cd /usr/local/redis
ls

 

2.3 redis 啟動

2.3.1 前端啟動

  • 前端啟動命令 ./redis-server

  • 前端啟動的關閉 強制關閉 ctrl+c 正常關閉 ./redis-cli shutdown

tips:一旦客戶端關閉，則redis服務也會停掉

2.3.2 後端啟動

  • 將 redis 原始碼包中的 redis.conf 檔案拷貝至 bin 目錄下 cp /root/redis-3.0.0/redis.conf

  • 修改 redis.conf 檔案，將 daemonize 改為 yes vim redis.conf

  • 使用後端命令啟動 redis ./redis-server redis.conf

  • 檢視是否啟動成功 ps -aux | grep redis

  • 關閉後端啟動的方式 強制關閉： kill -9 程序號 正常關閉：./redis-cli shutdown

 

3. Redis 客戶端

3.1 自帶客戶端

  • 啟動 ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -h 指定訪問 redis 伺服器的 ip 地址 -p 指定訪問的 redis 伺服器的 port 埠 還可以寫成 ./redis-cli 使用預設配置，預設ip 127.0.0.1,預設埠 6379

  • 關閉 ctrl + c 127.0.0.1:6379>quit

3.2 圖形介面客戶端

redis-desktop-manager 開啟如下：

選擇資料庫方式： select 加上資料庫的下標，就可以選擇指定的資料庫使用，下標從0開始。

127.0.0.1:6379> select 15
OK
127.0.0.1:6379[15]>

 

3.3 jedis 客戶端

3.3.1 介紹

Redis不僅是使用命令來操作，現在基本上主流的語言都有客戶端支援，比如java、C、C#、C++、php、Node.js、Go等。

在官方網站裡列一些Java的客戶端，有Jedis、Redisson、Jredis、JDBC-Redis、等其中官方推薦使用Jedis和Redisson。 在企業中用的最多的就是Jedis，下面我們就重點學習下Jedis。

Jedis同樣也是託管在github上，地址：https://github.com/xetorthio/jedis

3.3.2 工程搭建

  • 新增 jar commons-pool2-2.3.jar jedis-2.7.0.jar

3.3.2.1 單例連線 redis

3.3.2.2 使用連線池連線 redis

3.3.2.3 Spring 整合 jedisPool

新增 spring 的 jar 包 配置 spring 配置檔案 applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc
        http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/aop
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.2.xsd
        http://www.springframework.org/schema/tx
        http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.2.xsd ">

    <!-- 連線池配置 -->
    <bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
        <!-- 最大連線數 -->
        <property name="maxTotal" value="30" />
        <!-- 最大空閒連線數 -->
        <property name="maxIdle" value="10" />
        <!-- 每次釋放連線的最大數目 -->
        <property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" />
        <!-- 釋放連線的掃描間隔（毫秒） -->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
        <!-- 連線最小空閒時間 -->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" />
        <!-- 連線空閒多久後釋放, 當空閒時間>該值 且 空閒連線>最大空閒連線數 時直接釋放 -->
        <property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" />
        <!-- 獲取連線時的最大等待毫秒數,小於零:阻塞不確定的時間,預設-1 -->
        <property name="maxWaitMillis" value="1500" />
        <!-- 在獲取連線的時候檢查有效性, 預設false -->
        <property name="testOnBorrow" value="false" />
        <!-- 在空閒時檢查有效性, 預設false -->
        <property name="testWhileIdle" value="true" />
        <!-- 連線耗盡時是否阻塞, false報異常,ture阻塞直到超時, 預設true -->
        <property name="blockWhenExhausted" value="false" />
    </bean>

    <!-- redis單機 通過連線池 -->
    <bean id="jedisPool" class="redis.clients.jedis.JedisPool"
        destroy-method="close">
        <constructor-arg name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig" />
        <constructor-arg name="host" value="192.168.242.130" />
        <constructor-arg name="port" value="6379" />
    </bean>
</beans>

測試程式碼

    @Test
    public void testJedisPool() {
        JedisPool pool = (JedisPool) applicationContext.getBean("jedisPool");
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = pool.getResource();

            jedis.set("name", "lisi");
            String name = jedis.get("name");
            System.out.println(name);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        } finally {
            if (jedis != null) {
                // 關閉連線
                jedis.close();
            }
        }
    }

 

4. 資料型別

4.1 String 型別

賦值 set key value

127.0.0.1:6379> set test 123
OK

取值 get key

127.0.0.1:6379> get test
"123"

取值並賦值 getset key value

127.0.0.1:6379> getset test 321
"123"
127.0.0.1:6379> get test
"321"

設定獲取多個鍵值 mset key value [key value…] mget key [key…]

127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3
OK
127.0.0.1:6379> mget k1 k2
1) "v1"
2) "v2"

刪除 del key

127.0.0.1:6379> del test
(integer) 1

數值增減

  • 遞增數字 當儲存的字串是整數時，Redis提供了一個實用的命令INCR，其作用是讓當前鍵值遞增，並返回遞增後的值。 語法：incr key

    127.0.0.1:6379> set num 1
OK
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 2
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 3
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 4

  • 增加指定的整數 incrby key increment

    127.0.0.1:6379> incrby num 2
(integer) 8
127.0.0.1:6379> incrby num 2
(integer) 10

  • 遞減數值 decr key

    127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 9
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 8

  • 減少指定的數值 decryby key decrement

    127.0.0.1:6379> decrby num 2
(integer) 6
127.0.0.1:6379> decrby num 2
(integer) 4

向尾部追加值 APPEND的作用是向鍵值的末尾追加value。如果鍵不存在則將該鍵的值設定為value，即相當於 SET key value。返回值是追加後字串的總長度。 語法：append key value

127.0.0.1:6379> set str hello
OK
127.0.0.1:6379> append str "world"
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get str
"helloworld"

獲取字串長度 STRLEN命令返回鍵值的長度，如果鍵不存在則返回0。 語法：strlen key

127.0.0.1:6379> strlen str
(integer) 10

應用

  • 自增主鍵 商品編號、訂單號採用 string 的遞增數字特性生成

 

4.2 Hash 雜湊型別

4.2.1 使用 string 的問題

假設有User物件以JSON序列化的形式儲存到Redis中，User物件有id，username、password、age、name等屬性，儲存的過程如下： 儲存、更新：User物件 json(string) redis

如果在業務上只是更新age屬性，其他的屬性並不做更新我應該怎麼做呢？ 如果仍然採用上邊的方法在傳輸、處理時會造成資源浪費，下邊講的hash可以很好的解決這個問題。

4.2.2 介紹

hash叫雜湊型別，它提供了欄位和欄位值的對映。欄位值只能是字串型別，不支援雜湊型別、集合型別等其它型別。如下：

 

4.2.3 命令

賦值 HSET命令不區分插入和更新操作，當執行插入操作時HSET命令返回1，當執行更新操作時返回0。

  • 一次只設置一個欄位值 語法：hset key field value

    127.0.0.1:6379> hset user username zhangsan
(integer) 1

  • 一次設定多個欄位值 語法：hmset key field value [field value…]

    127.0.0.1:6379> hmset user age 20 username lisi
OK

  • 當欄位不存在時賦值，類似hset,區別在於如果欄位存在，該命令不執行任何操作。 語法：hsetnx key field value

    127.0.0.1:6379> hsetnx user age 30
(integer) 0

取值

  • 一次獲取一個欄位值 語法：hget key field

    127.0.0.1:6379> hget user username
"lisi"

  • 一次可以獲取多個欄位值 語法：hmget key field [field…]

    127.0.0.1:6379> hmget user age username
1) "20"
2) "lisi"

  • 獲取所有欄位值 語法：hgetall key

    127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "username"
2) "lisi"
3) "age"
4) "20"

刪除欄位 可以刪除一個或多個欄位，返回值是被刪除的欄位的個數。 語法：hdel key field [field…]

127.0.0.1:6379> hdel user age
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hdel user age username
(integer) 1

增加數字 語法：hincrby key field increment

127.0.0.1:6379> hincrby user age 2
(integer) 2

判斷欄位是否存在 語法：hexists key field

127.0.0.1:6379> hexists user age
(integer) 1

只獲取欄位名或欄位值 語法： hkeys key hvals key

127.0.0.1:6379> hkeys user
1) "age"

獲取欄位數量 語法：hlen key

127.0.0.1:6379> hlen user
(integer) 1

應用 儲存商品資訊

127.0.0.1:6379> hlen user
(integer) 1

獲取商品資訊

127.0.0.1:6379> hgetall items:1001
1) "id"
2) "3"
3) "name"
4) "apple"
5) "price"
6) "5.00"

 

4.3 List 型別

4.3.1 ArrayList 和 LinkedList 的區別

Arraylist是使用陣列來儲存資料，特點：查詢快、增刪慢

Linkedlist是使用雙向連結串列儲存資料，特點：增刪快、查詢慢，但是查詢連結串列兩端的資料也很快。

Redis的list是採用來連結串列來儲存的，所以對於redis的list資料型別的操作，是操作list的兩端資料來操作的。

4.3.2 命令

向列表兩端增加元素

  • 向列表左邊增加元素 語法：lpush key value [value…]

127.0.0.1:6379> lpush list:1 1 2 3
(integer) 3

  • 向列表右邊增加元素 語法：rpush key value [value…]

127.0.0.1:6379> rpush list:1 4 5 6
(integer) 6

檢視列表 LRANGE命令是列表型別最常用的命令之一，獲取列表中的某一片段，將返回start、stop之間的所有元素（包含兩端的元素），索引從0開始。索引可以是負數，如：“-1”代表最後邊的一個元素。

語法：lrange key start stop

127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 2
1) "3"
2) "2"
3) "1"
127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "3"
2) "2"
3) "1"
4) "4"
5) "5"
6) "6"

從列表兩端彈出元素 LPOP命令從列表左邊彈出一個元素，會分兩步完成：

  • 第一步是將列表左邊的元素從列表中移除

  • 第二步是返回被移除的元素值。 語法： lpop key rpop key

    127.0.0.1:6379> lpop list:1
"3"
127.0.0.1:6379> rpop list:1
"6"

獲取列表中元素的個數 語法：llen key

127.0.0.1:6379> llen list:1
(integer) 4

刪除列表中指定的值 LREM命令會刪除列表中前count個值為value的元素，返回實際刪除的元素個數。根據count值的不同，該命令的執行方式會有所不同：

  • 當count>0時， LREM會從列表左邊開始刪除。

  • 當count<0時， LREM會從列表後邊開始刪除。

  • 當count=0時， LREM刪除所有值為value的元素。

語法：lrem key count value

獲得/設定指定索引的元素值

  • 獲得指定索引的元素值 語法：lindex key index

    127.0.0.1:6379> lindex list:1 2
"4"

  • 設定指定索引的元素值 語法：lset key index value

    127.0.0.1:6379> lset list:1 2 2
OK

只保留列表指定片段 指定範圍和 lrange 一致 語法：ltrim key start stop

127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "2"
2) "1"
3) "2"
4) "5"
127.0.0.1:6379> ltrim list:1 0 2
OK
127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "2"
2) "1"
3) "2"

向列表中插入元素 該命令首先會在列表中從左到右查詢值為pivot的元素，然後根據第二個引數是BEFORE還是AFTER來決定將value插入到該元素的前面還是後面。 語法：linsert key before | after pivot value

127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "2"
2) "1"
3) "2"
127.0.0.1:6379> linsert list:1 after 1 9
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "2"
2) "1"
3) "9"
4) "2"

將元素從一個列表轉移到另一個列表 語法：rpoplpush source destination

127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "2"
2) "1"
3) "9"
4) "2"
127.0.0.1:6379> rpoplpush list:1 newlist
"2"
127.0.0.1:6379> lrange newlist 0 -1
1) "2"
127.0.0.1:6379> lrange list:1 0 -1
1) "2"
2) "1"
3) "9"

應用 在Redis中建立商品評論列表 使用者釋出商品評論，將評論資訊轉成json儲存到list中。 使用者在頁面查詢評論列表，從redis中取出json資料展示到頁面。

定義商品評論列表key： 商品編號為1001的商品評論key【items: comment:1001】

 

4.4 Set 型別

集合型別：無序、不可重複 列表型別：有序、可重複

4.4.1 命令

增加/刪除元素 語法：sadd key member [member…]

127.0.0.1:6379> sadd set a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd set a
(integer) 0

語法：srem key member [member…]

127.0.0.1:6379> srem set c
(integer) 1

獲得集合中的所有元素 語法：smembers key

127.0.0.1:6379> smembers set
1) "b"
2) "a"

判斷元素是否在集合中 語法：sismember key member

127.0.0.1:6379> sismember set a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember set h
(integer) 0

4.4.2 運算命令

集合的差集運算 A-B 屬於 A 並且 不屬於 B 的元素構成的集合

 

語法：sdiff key [key…]

127.0.0.1:6379> sadd setA 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd setB 2 3 4
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sdiff setA setB
1) "1"
127.0.0.1:6379> sdiff setB setA
1) "4"

 

集合的交集運算 屬於A且屬於B的元素構成的集合

 

語法：sinter key [key…]

127.0.0.1:6379> sinter setA setB
1) "2"
2) "3"

集合的並集運算 屬於 A 或者 屬於 B 的元素構成的集合

 

語法：sunion key [key…]

127.0.0.1:6379> sunion setA setB
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"

獲得集合中元素的個數 語法：scard key

127.0.0.1:6379> smembers setA
1) "1"
2) "2"
3) "3"
127.0.0.1:6379> scard setA
(integer) 3

從集合中彈出一個元素 注意:由於集合是無序的，所有spop命令會從集合中隨機選擇一個元素彈出。 語法：spop key

127.0.0.1:6379> spop setA
"2"

 

4.5 Sortedset 型別

Sortedset 又叫 zset Sortedset 是有序集合，可排序的，但是唯一。 Sortedset 和 set 的不同之處，會給 set 中元素新增一個分數，然後通過這個分數進行排序。

4.5.1 命令

4.5.1.1 增加元素

向有序集合中加入一個元素和該元素的分數，如果該元素已經存在則會用新的分數替換原有的分數。返回值是新加入到集合中的元素個數，不包含之前已經存在的元素。 語法：zadd key score member [score member…]

127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 80 zhangsan 89 lisi 94 wangwu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 97 lisi
(integer) 0

4.5.1.2 獲取元素分數

語法：zscore key member

127.0.0.1:6379> zscore scoreboard lisi
"97"

4.5.1.3 刪除元素

移除有序集key中的一個或多個成員，不存在的成員將被忽略。 當key存在但不是有序集型別時，返回一個錯誤。

語法：zrem key member [member…]

127.0.0.1:6379> zrem scoreboard lisi
(integer) 1

4.5.1.4 獲得排名在某個範圍的元素列表

獲得排名在某個範圍的元素列表

  • 按照元素分數從小到大的順序返回索引從start到stop之間的所有元素（包含兩端的元素） 語法：zrange key start stop [withscores]

    127.0.0.1:6379> zrange scoreboard 0 2
1) "zhangsan"
2) "wangwu"

  • 按照元素分數從大到小的順序返回索引從start到stop之間的所有元素（包含兩端的元素） 語法：zrevrange key start stop [withscores]

    127.0.0.1:6379> zrevrange scoreboard 0 2
1) "wangwu"
2) "zhangsan"

    如果需要獲得元素的分數可以在命令末尾加上 withscores 引數 ··· 127.0.0.1:6379> zrevrange scoreboard 0 2 withscores

  1. "wangwu"

  2. "94"

  3. "zhangsan"

  4. "80" ···

4.5.1.5 獲取元素的排名

  • 從小到大 語法：zrank key member

127.0.0.1:6379> zrank scoreboard zhangsan
(integer) 0

  • 從大到小 語法：zrevrank key member

127.0.0.1:6379> zrevrank scoreboard zhangsan
(integer) 1

4.5.1.6 獲得指定分數範圍的元素

語法：zrangebyscore key min max [withscores][limit offset count]

127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 90 97 WITHSCORES
1) "wangwu"
2) "94"
3) "lisi"
4) "97"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scoreboard 70 100 limit 1 2
1) "wangwu"
2) "lisi"

4.5.1.7 增加某個元素的分數

返回值是更改後的分數 語法：zincrby key increment member

127.0.0.1:6379> ZINCRBY scoreboard 4 lisi
"101“

4.5.1.8 獲得集合中元素的數量

語法：zcard key

127.0.0.1:6379> zcard scoreboard
(integer) 3

4.5.1.9 獲得指定分數範圍內的元素個數

語法：zcount key min max

127.0.0.1:6379> zcount scoreboard 80 90
(integer) 1

4.5.1.10 按照排名範圍刪除元素

語法：zremrangebyrank key start stop

127.0.0.1:6379> zremrangebyrank scoreboard 0 1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange scoreboard 0 -1
1) "wangwu"

4.5.1.11 按照分數範圍刪除元素

語法：zremrangebyscore key min max

127.0.0.1:6379> zadd scoreboard 84 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE scoreboard 80 100
(integer) 1

4.5.1.12 應用

4.5.1.13 商品銷售排行榜

需求：根據商品銷售量對商品進行排行顯示 思路：定義商品銷售排行榜（sorted set集合），Key為items:sellsort，分數為商品銷售量。

寫入商品銷售量：

  • 商品編號1001的銷量是9，商品編號1002的銷量是10 192.168.101.3:7007> ZADD items:sellsort 9 1001 10 1002

  • 商品編號1001的銷量加1 192.168.101.3:7001> ZINCRBY items:sellsort 1 1001

  • 商品銷量前10名： 192.168.101.3:7001> ZRANGE items:sellsort 0 9 withscores

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