Redis简介

什么是Redis

Redis （Remote Dictionary Server）远程字典服务器，是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（ key-value ）内存数据库
它提供了五种数据类型来存储值：字符串类型、散列类型、列表类型、集合类型、有序集合类型
它是一种NoSQL数据存储

Redis发展历史

2008年，意大利的一家创业公司 Merzia 推出了一款基于 MySQL 的网站实时统计系统 LLOOGG ，然而没过多久该公司的创始人 Salvatore Sanfilippo （ antirez）便对MySQL的性能感到失望，于是他决定亲自为 LLOOGG 量身定做一个数据库，并于2009年开发完成，这个数据库就是Redis。

Redis2.6

Redis2.6在2012年正式发布，主要特性如下：

服务端支持Lua脚本、去掉虚拟内存相关功能、键的过期时间支持毫秒、从节点提供只读功能、两个新的位图命令：bitcount和bitop、重构了大量的核心代码、优化了大量的命令。

Redis2.8

Redis2.8在2013年11月22日正式发布，主要特性如下：

添加部分主从复制（增量复制）的功能、可以用bind命令绑定多个IP地址、Redis设置了明显的进程名、发布订阅添加了pubsub命令、Redis Sentinel生产可用。

Redis3.0

Redis3.0在2015年4月1日正式发布，相比于Redis2.8主要特性如下：

Redis Cluster：Redis的官方分布式实现（Ruby）、全新的对象编码结果、lru算法大幅提升、部分命令的性能提升。

Redis3.2

Redis3.2在2016年5月6日正式发布，相比于Redis3.0主要特征如下：

添加GEO相关功能、SDS在速度和节省空间上都做了优化、新的List编码类型：quicklist、从节点读取过期数据保证一致性、Lua脚本功能增强等。

Redis4.0

Redis4.0在2017年7月发布，主要特性如下：

提供了模块系统，方便第三方开发者拓展Redis的功能、PSYNC2.0：优化了之前版本中，主从节点切换必然引起全量复制的问题、提供了新的缓存剔除算法：LFU（Last Frequently Used），并对已有算法进行了优化、提供了RDB-AOF混合持久化格式等。

Redis应用场景

缓存使用，减轻DB压力
DB使用，用于临时存储数据（字典表，购买记录）
解决分布式场景下Session分离问题（登录信息）
任务队列（秒杀、抢红包等等）乐观锁
应用排行榜 zset
签到 bitmap
分布式锁
冷热数据交换

Redis单机版安装和使用

Redis下载

官网地址：http://redis.io/
中文官网地址：http://www.redis.cn/
下载地址：http://download.redis.io/releases/

Redis安装环境

Redis没有官方的Windows版本，所以建议在Linux系统上安装运行。我们使用CentOS 7作为安装环境。

Redis安装

第一步：安装C语言需要的GCC环境

yum install -y gcc-c++ 
yum install -y wget

第二步：下载并解压缩Redis源码压缩包

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.5.tar.gz
tar -zxf redis-5.0.5.tar.gz

第三步：编译Redis源码，进入redis-5.0.5目录，执行编译命令

cd redis-5.0.5/src
make

第四步：安装Redis，需要通过PREFIX指定安装路径

mkdir /usr/redis -p
make install PREFIX=/usr/redis

Redis启动

前端启动

启动命令：redis-server，直接运行bin/redis-server将以前端模式启动

./redis-server

关闭命令： Ctrl+c

启动缺点：客户端窗口关闭则redis-server程序结束，不推荐使用此方法
启动图例：

后端启动（守护进程启动）

第一步：拷贝redis-5.0.5/redis.conf 配置文件到Redis安装目录的bin目录

cp redis.conf /usr/redis/bin/

第二步：修改redis.conf

vim redis.conf

# 将`daemonize`由`no`改为`yes`
daemonize yes
# 默认绑定的是回环地址，默认不能被其他机器访问
bind 0.0.0.0
# 是否开启保护模式，由yes该为no
protected-mode no

第三步：启动服务

./redis-server redis.conf

后端启动的关闭方式：./redis-cli shutdown

命令说明

redis-server：启动Redis服务
redis-cli：进入Redis命令客户端
redis-benchmark：性能测试的工具
redis-check-aof：aof文件进行检查的工具
redis-check-dump：rdb文件进行检查的工具
redis-sentinel：启动哨兵监控服务

Redis命令行客户端

命令格式

./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

参数说明

-h：redis服务器的ip地址
-p：redis实例的端口号

默认方式

如果不指定主机和端口也可以

默认主机地址是127.0.0.1
默认端口是6379

./redis-cli

Redis客户端访问

Java程序访问Redis

1、关闭RedisServer端的防火墙

systemctl stop firewalld（默认）
systemctl disable firewalld.service（设置开启不启动）

2、新建Maven项目后导入Jedis包

<dependency>
  <groupId>redis.clients</groupId>
  <artifactId>jedis</artifactId>
  <version>2.9.0</version>
</dependency>

3、写程序

@Test
public void testConn(){
  //与Redis建立连接 IP+port
  Jedis redis = new Jedis("192.168.127.128", 6379);
  //在Redis中写字符串 key value
  redis.set("jedis:name:1","jd-zhangfei");
  //获得Redis中字符串的值
  System.out.println(redis.get("jedis:name:1"));
  //在Redis中写list
  redis.lpush("jedis:list:1","1","2","3","4","5");
  //获得list的长度
  System.out.println(redis.llen("jedis:list:1"));
}

Spring访问Redis

1、新建Maven项目后导入Spring包

<dependencies>
    <dependency>
     <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-beans</artifactId>
    <version>5.2.5.RELEASE</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-core</artifactId>
    <version>5.2.5.RELEASE</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context</artifactId>
    <version>5.2.5.RELEASE</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-test</artifactId>
    <version>5.2.5.RELEASE</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>junit</groupId>
    <artifactId>junit</artifactId>
    <version>4.12</version>
    <scope>test</scope>
  </dependency>
</dependencies>

2、添加Redis依赖

<dependency>
  <groupId>org.springframework.data</groupId>
  <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
  <version>1.0.3.RELEASE</version>
</dependency>

3、添加Spring配置文件

添加redis.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"
   xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
                         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
  <bean id="propertyConfigurer"
 class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigur
er">
    <property name="locations">
      <list>
        <value>classpath:redis.properties</value>
          </list>
    </property>
  </bean>
  <!-- redis config -->
  <bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
    <property name="maxActive" value="${redis.pool.maxActive}" />
    <property name="maxIdle" value="${redis.pool.maxIdle}" />
    <property name="maxWait" value="${redis.pool.maxWait}" />
    <property name="testOnBorrow" value="${redis.pool.testOnBorrow}" />
  </bean>
  <bean id="jedisConnectionFactory"
 class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactor
y">
    <property name="hostName" value="${redis.server}"/>
    <property name="port" value="${redis.port}"/>
    <property name="timeout" value="${redis.timeout}" />
    <property name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig" />
  </bean>
  <bean id="redisTemplate"
 class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
    <property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory"/>
    <property name="KeySerializer">
      <bean
 class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer">
</bean>
    </property>
    <property name="ValueSerializer">
      <bean
 class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer">
</bean>
    </property>
  </bean>
</beans>

4、添加properties文件

添加redis.properties

redis.pool.maxActive=100
redis.pool.maxIdle=50
redis.pool.maxWait=1000
redis.pool.testOnBorrow=true
redis.timeout=50000
redis.server=192.168.72.128
redis.port=6379

5、编写测试用例

@ContextConfiguration({ "classpath:redis.xml" })
public class RedisTest extends AbstractJUnit4SpringContextTests {

  @Autowired
  private RedisTemplate<Serializable, Serializable> rt;

  @Test
  public void testConn() {
    rt.opsForValue().set("name","zhangfei");
    System.out.println(rt.opsForValue().get("name"));
   }

}

SpringBoot访问Redis

1、新建SpringBoot项目，并添加依赖如下

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2、添加配置文件application.yml

spring:
  redis:
   host: 192.168.72.128
   port: 6379
   jedis:
    pool:
     min-idle: 0
     max-idle: 8
     max-active: 80
     max-wait: 30000
     timeout: 3000

3、添加配置类RedisConfig


@Configuration
public class RedisConfig {

  @Autowired
  private RedisConnectionFactory factory;

  @Bean
  public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate() {
    RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
    redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
    redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
    redisTemplate.setHashValueSerializer(new StringRedisSerializer());
    redisTemplate.setValueSerializer(new StringRedisSerializer());
    redisTemplate.setConnectionFactory(factory);
    return redisTemplate;
   }

}

4、添加RedisController

@RestController
@RequestMapping(value = "/redis")
public class RedisController {

  @Autowired
  RedisTemplate redisTemplate;

  @GetMapping("/put")
  public String put(@RequestParam(required = true) String key,
 @RequestParam(required = true) String value) {
    // 设置过期时间为20秒
    redisTemplate.opsForValue().set(key,value,20, TimeUnit.SECONDS);
    return "Success";
   }

  @GetMapping("/get")
  public String get(@RequestParam(required = true) String key){
    return (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
   }

}

5、修改Application并运行

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class SpringbootRedisApplication {
  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(SpringbootRedisApplication.class, args);
 }
}

Redis数据类型选择和应用场景

Redis是一个Key-Value的存储系统，使用ANSI C语言编写。

key的类型是字符串。

value的数据类型有：string字符串类型、list列表类型、set集合类型、sortedset（zset）有序集合类型、hash类型、bitmap位图类型、geo地理位置类型。Redis5.0新增一种：stream类型。

注意：Redis中命令是忽略大小写，（set SET），key是不忽略大小写的（NAME name）。

Redis的Key的设计

用:分割
把表名转换为key前缀, 比如: user:
第二段放置主键值
第三段放置列名

比如：用户表user，转换为Redis的key-value存储

userid	username	password	email
9	zhangf	111111	zhangfei@rubin.com

username的 key：user:9:username

string字符串类型

Redis的string能表达3种值的类型：字符串、整数、浮点数。比如： 100.01 是个六位的串。

常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	命令描述
set	set key value	赋值
get	get key	取值
getset	getset key value	取值并赋值
setnx	setnx key value	当key不存在时才用赋值 set key value NX PX 3000 原子操作，PX设置毫秒数
append	append key value	向尾部追加值
strlen	strlen key	获取字符串长度
incr	incr key	递增数字
incrby	incrby key increment	增加指定的整数
decr	decr key	递减数字
decrby	decrby key decrement	减少指定的整数

应用场景：

key和命令是字符串
普通的赋值
incr用于乐观锁
setnx用于分布式锁

list列表类型

list列表类型可以存储有序、可重复的元素。获取头部或尾部附近的记录是极快的。list的元素个数最多为2^32-1个（40亿）。常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
lpush	lpush key v1 v2 v3 …	从左侧插入列表
lpop	lpop key	从列表左侧取出
rpush	rpush key v1 v2 v3 …	从右侧插入列表
rpop	rpop key	从列表右侧取出
lpushx	lpushx key value	将值插入到列表头部
rpushx	rpushx key value	将值插入到列表尾部
blpop	blpop key timeout	从列表左侧取出，当列表为空时阻塞，可以设置最大阻塞时间，单位为秒
brpop	brpop key timeout	从列表右侧取出，当列表为空时阻塞，可以设置最大阻塞时间，单位为秒
llen	llen key	获得列表中元素个数
lindex	lindex key index	获得列表中下标为index的元素 index从0开始
lrange	lrange key start end	返回列表中指定区间的元素，区间通过start和end指定
lrem	lrem key count value	删除列表中与value相等的元素当count>0时， lrem会从列表左边开始删除当count<0时，lrem会从列表后边开始删除当count=0时， lrem删除所有值为value的元素
lset	lset key index value	将列表index位置的元素设置成value的值
ltrim	ltrim key start end	对列表进行修剪，只保留start到end区间
rpoplpush	rpoplpush key1 key2	从key1列表右侧弹出并插入到key2列表左侧
brpoplpush	brpoplpush key1 key2	从key1列表右侧弹出并插入到key2列表左侧，会阻塞
linsert	linsert key BEFORE/AFTER pivot value	将value插入到列表，且位于值pivot之前或之后

应用场景：

作为栈或队列使用
可用于各种列表，比如用户列表、商品列表、评论列表等

set集合类型

Set：无序、唯一元素，集合中最大的成员数为 2^32 - 1。见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
sadd	sadd key mem1 mem2 ….	为集合添加新成员
srem	srem key mem1 mem2 ….	删除集合中指定成员
smembers	smembers key	获得集合中所有元素
spop	spop key	返回集合中一个随机元素，并将该元素删除
srandmember	srandmember key	返回集合中一个随机元素，不会删除该元素
scard	scard key	获得集合中元素的数量
sismember	sismember key member	判断元素是否在集合内
sinter	sinter key1 key2 key3	求多集合的交集
sdiff	sdiff key1 key2 key3	求多集合的差集
sunion	sunion key1 key2 key3	求多集合的并集

应用场景：

适用于不能重复的且不需要顺序的数据结构。比如：关注的用户，还可以通过spop进行随机抽奖

sortedset有序集合类型

sortedSet(zset) 有序集合：元素本身是无序不重复的，每个元素关联一个分数(score)，可按分数排序，分数可重复。常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
zadd	zadd key score1 member1 score2 member2 …	为有序集合添加新成员
zrem	zrem key mem1 mem2 ….	删除有序集合中指定成员
zcard	zcard key	获得有序集合中的元素数量
zcount	zcount key min max	返回集合中score值在[min,max]区间的元素数量
zincrby	zincrby key increment member	在集合的member分值上加increment
zscore	zscore key member	获得集合中member的分值
zrank	zrank key member	获得集合中member的排名（按分值从小到大）
zrevrank	zrevrank key member	获得集合中member的排名（按分值从大到小）
zrange	zrange key start end	获得集合中指定区间成员，按分数递增排序
zrevrange	zrevrange key start end	获得集合中指定区间成员，按分数递减排序（end -1 指到最后）

应用场景：

由于可以按照分值排序，所以适用于各种排行榜。比如：点击排行榜、销量排行榜、关注排行榜等

hash类型（散列表）

Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，它提供了字段和字段值的映射。每个hash可以存储2^32 - 1键值对（40多亿）。

常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
hset	hset key field value	赋值，不区别新增或修改
hmset	hmset key field1 value1 field2 value2	批量赋值
hsetnx	hsetnx key field value	赋值，如果filed存在则不操作
hexists	hexists key filed	查看某个field是否存在
hget	hget key field	获取一个字段值
hmget	hmget key field1 field2 …	获取多个字段值
hgetall	hgetall key	获取全部字段值
hdel	hdel key field1 field2…	删除指定字段
hincrby	hincrby key field increment	指定字段自增increment
hlen	hlen key	获得字段数量

应用场景：

对象的存储，表数据的映射

bitmap位图类型

bitmap是进行位操作的，通过一个bit位来表示某个元素对应的值或者状态,其中的key就是对应元素本身。bitmap本身会极大的节省储存空间。常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
setbit	setbit key offset value	设置key在offset处的bit值(只能是0或者1)。
getbit	getbit key offset	获得key在offset处的bit值
bitcount	bitcount key	获得key的bit位为1的个数
bitpos	bitpos key value	返回第一个被设置为bit值的索引值
bitop	bitop and[or/xor/not] destkey key [key …]	对多个key进行逻辑运算后存入destkey中

应用场景：

用户每月签到，用户id为key ，日期作为偏移量1表示签到
统计活跃用户, 日期为key，用户id为偏移量1表示活跃
查询用户在线状态，日期为key，用户id为偏移量1表示在线

geo地理位置类型

geo是Redis用来处理位置信息的。在Redis3.2中正式使用。主要是利用了Z阶曲线、Base32编码和geohash算法。

Z阶曲线

在x轴和y轴上将十进制数转化为二进制数，采用x轴和y轴对应的二进制数依次交叉后得到一个六位数编码。把数字从小到大依次连起来的曲线称为Z阶曲线，Z阶曲线是把多维转换成一维的一种方法。

Base32编码

Base32这种数据编码机制，主要用来把二进制数据编码成可见的字符串，其编码规则是：任意给定一个二进制数据，以5个位(bit)为一组进行切分(base64以6个位(bit)为一组)，对切分而成的每个组进行编码得到1个可见字符。Base32编码表字符集中的字符总数为32个（0-9、b-z去掉a、i、l、o），这也是Base32名字的由来。

geohash算法

Gustavo在2008年2月上线了geohash.org网站。Geohash是一种地理位置信息编码方法。经过geohash映射后，地球上任意位置的经纬度坐标可以表示成一个较短的字符串。可以方便的存储在数据库中，附在邮件上，以及方便的使用在其他服务中。以北京的坐标举例，[39.928167,116.389550]可以转换成 wx4g0s8q3jf9 。

Redis中经纬度使用52位的整数进行编码，放进zset中，zset的value元素是key，score是GeoHash的52位整数值。在使用Redis进行Geo查询时，其内部对应的操作其实只是zset(skiplist)的操作。通过zset的score进行排序就可以得到坐标附近的其它元素，通过将score还原成坐标值就可以得到元素的原始坐标。

常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
geoadd	geoadd key 经度纬度成员名称1 经度1 纬度1 成员名称2 经度2 纬度 2 …	添加地理坐标
geohash	geohash key 成员名称1 成员名称2…	返回标准的geohash串
geopos	geopos key 成员名称1 成员名称2…	返回成员经纬度
geodist	geodist key 成员1 成员2 单位	计算成员间距离
georadiusbymember	georadiusbymember key 成员值单位 count 数 asc[desc]	根据成员查找附近的成员

应用场景：

记录地理位置
计算距离
查找"附近的人"

举例：

127.0.0.1:6379> geoadd user:addr 116.31 40.05 zhangf 116.38 39.88 zhaoyun 116.47
40.00 diaochan  #添加用户地址 zhangf、zhaoyun、diaochan的经纬度
(integer) 3
127.0.0.1:6379> geohash user:addr zhangf diaochan #获得zhangf和diaochan的geohash
码
1) "wx4eydyk5m0"
2) "wx4gd3fbgs0"
127.0.0.1:6379> geopos user:addr zhaoyun #获得zhaoyun的经纬度
1) 1) "116.38000041246414185"
 2) "39.88000114172373145"
127.0.0.1:6379> geodist user:addr zhangf diaochan #计算zhangf到diaochan的距离,单
位是m
"14718.6972"
127.0.0.1:6379> geodist user:addr zhangf diaochan km #计算zhangf到diaochan的距离,
单位是km
"14.7187"
127.0.0.1:6379> geodist user:addr zhangf zhaoyun km
"19.8276"
127.0.0.1:6379> georadiusbymember user:addr zhangf 20 km withcoord withdist
count 3 asc
# 获得距离zhangf20km以内的按由近到远的顺序排出前三名的成员名称、距离及经纬度
#withcoord ： 获得经纬度 withdist：获得距离 withhash：获得geohash码
1) 1) "zhangf"
 2) "0.0000"
 3) 1) "116.31000012159347534"
   2) "40.04999982043828055"
2) 1) "diaochan"
 2) "14.7187"
 3) 1) "116.46999925374984741"
   2) "39.99999991084916218"
3) 1) "zhaoyun"
 2) "19.8276"
 3) 1) "116.38000041246414185"
   2) "39.88000114172373145"

stream数据流类型

stream是Redis5.0后新增的数据结构，用于可持久化的消息队列。几乎满足了消息队列具备的全部内容，包括：

消息ID的序列化生成
消息遍历
消息的阻塞和非阻塞读取
消息的分组消费
未完成消息的处理
消息队列监控

每个Stream都有唯一的名称，它就是Redis的key，首次使用xadd指令追加消息时自动创建。常见操作命令如下表：

命令名称	命令格式	描述
xadd	xadd key id <*> field1 value1….	将指定消息数据追加到指定队列(key)中，*表示最新生成的id（当前时间+序列号）
xread	xread [COUNT count] [BLOCK milliseconds] STREAMS key [key …] ID [ID …]	从消息队列中读取，COUNT：读取条数，BLOCK：阻塞读（默认不阻塞）key：队列名称 id：消息id
xrange	xrange key start end [COUNT]	读取队列中给定ID范围的消息 COUNT：返回消息条数（消息id从小到大）
xrevrange	xrevrange key start end [COUNT]	读取队列中给定ID范围的消息 COUNT：返回消息条数（消息id从大到小）
xdel	xdel key id	删除队列的消息
xgroup	xgroup create key groupname id	创建一个新的消费组
xgroup	xgroup destory key groupname	删除指定消费组
xgroup	xgroup delconsumer key groupname cname	删除指定消费组中的某个消费者
xgroup	xgroup setid key id	修改指定消息的最大id
xreadgroup	xreadgroup group groupname consumer COUNT streams key	修改指定消息的最大id

应用场景：

消息队列的使用

127.0.0.1:6379> xadd topic:001 * name zhangfei age 23
"1591151905088-0"
127.0.0.1:6379> xadd topic:001 * name zhaoyun age 24 name diaochan age 16
"1591151912113-0"
127.0.0.1:6379> xrange topic:001 - +
1) 1) "1591151905088-0"
 2) 1) "name"
   2) "zhangfei"
   3) "age"
   4) "23"
2) 1) "1591151912113-0"
 2) 1) "name"
   2) "zhaoyun"
   3) "age"
   4) "24"
   5) "name"
   6) "diaochan"
   7) "age"
   8) "16"
127.0.0.1:6379> xread COUNT 1 streams topic:001 0
1) 1) "topic:001"
 2) 1) 1) "1591151905088-0"
    2) 1) "name"
      2) "zhangfei"
      3) "age"
      4) "23"
#创建的group1      
127.0.0.1:6379> xgroup create topic:001 group1 0
OK
# 创建cus1加入到group1 消费 没有被消费过的消息 消费第一条
127.0.0.1:6379> xreadgroup group group1 cus1 count 1 streams topic:001 >
1) 1) "topic:001"
 2) 1) 1) "1591151905088-0"
    2) 1) "name"
      2) "zhangfei"
      3) "age"
      4) "23"
#继续消费 第二条      
127.0.0.1:6379> xreadgroup group group1 cus1 count 1 streams topic:001 >
1) 1) "topic:001"
 2) 1) 1) "1591151912113-0"
    2) 1) "name"
      2) "zhaoyun"
      3) "age"
      4) "24"
      5) "name"
      6) "diaochan"
      7) "age"
      8) "16"
#没有可消费 
127.0.0.1:6379> xreadgroup group group1 cus1 count 1 streams topic:001 >
(nil)

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