Redis實戰總結-簡單介紹和常用數據結構及命令

* 序言

最近花了一些時間將《Redis實戰》，和網上關於Redis的一些博客研究了下。針對這段時間的學習做一個總結，內容如下：

Redis介紹
Redis的數據結構及命令
Redis的管道及PUB/SUB機制
Redis配置、複製及持久化
Redis高可用性
Redis內存優化及Lua腳本編程

其中第一篇博客介紹1、2兩部分，第二篇博客介紹3部分，第三篇博客介紹4、5兩部分，第四篇博客介紹6部分。

1. Redis介紹

Redis是一個開源（遵守BSD協議），基於內存的key-value高性能存儲系統，可以用作數據庫、速緩存和消息隊列代理。它支持字符串(STRING)、哈希表(HASH)、列表(LIST)、集合(SET)、有序集合(ZSET)等數據結構。

Redis 相對於其它 key - value 緩存產品，比如memorycache（分佈式緩存），Guavacache（本地緩存）有下面三大特點：

Redis支持數據持久化，可以將內存中的數據存儲在磁盤中，重啓的時候能夠還原Redis環境。
Redis不僅僅支持簡單的key-value類型的數據，同時還提供list，set，zset，hash等數據結構的存儲。
Redis支持數據備份，即master-slave（主從）模式的數據備份（不支持主主複製）。

2. Redis的數據結構

Redis可以存儲鍵與5種不同數據結構類型之間的映射，這五種數據結構類型爲：STRING，HASH，LIST，SET，ZSET。每種數據結構都有自身的操作命令，當然也有一部分操作命令是對這些數據結構都通用的，比如DEL,RENAME等。

String

在Redis裏面，字符串可以存儲以下三種類型：

字符串
整數
浮點數

Redis常見字符串命令：

命令	用例及描述
GET	GET key——獲取給定鍵的值
SET	SET key value——設置給定鍵的值
DEL	DEL key——刪除給定的鍵（適用於所有類型）
INCR	INCR key——將鍵存儲的值加上1
DECR	INCR key——將鍵存儲的值減去1
INCRBY	INCRBY key amount——將鍵存儲的值加上整數amount
DECRBY	DECRBY key amount——將鍵存儲的值減去整數amount

HASH

和字符串一樣，散列存儲的值既可以是字符串又可以是數字值，同樣對於數字值可以進行自增或自減。
Redis中常見散列命令：

命令	用例及描述
HSET	HSET key field value——在散列裏關聯起給定的鍵值對
HGET	HGET key field——獲取指定散列鍵的值
HGETALL	HGETALL key——獲取散列包含的所有鍵值對
HDEL	HDEL key field [field …]——刪除散列包含的鍵
HMSET	HMSET key field value [field value …]——同HSET，可以批量操作
HMGET	HMGET key field [field …]——同HGET，可以批量操作
HLEN	HLEN key——返回散列中包含的鍵值對數量
HEXISTS	HEXISTS key field——判斷散列中是否存在鍵
HKEYS	HKEYS key——獲取散列中包含的所有鍵
HVALS	HVALS key——獲取散列中包含的所有值

LIST

Redis列表（鏈式存儲結構）允許用戶從列表額兩端推入或者彈出元素，以獲取元素，以及執行各種常見的列表操作。
Redis中常見列表命令：

命令	用例及描述
RPUSH	RPUSH key value [value …]——將一個值或多個值推入到列表的右端
LPUSH	LPUSH key value [value …]——將一個值或多個值推入到列表的右端
LINDEX	LINDEX key index——返回列表偏移量爲index的元素
LRANGE	LRANGE key start stop——返回列表從start偏移量到stop偏移量的所有元素（包括start和stop處的元素）
LPOP	LPOP key——移除並返回列表最左邊元素
RPOP	RPOP key——移除並返回列表最又邊元素
LTRIM	LTRIM key start stop——對列表裁剪，只保留從start偏移量到stop偏移量的所有元素（包括start和stop處的元素）

Redis列表還存在一些阻塞式彈出推入命令，可以應用在消息傳遞和任務隊列等場景中。

SET

Redis的集合以無序的方式來存儲多個各不相同的元素，用戶可以很方便的添加元素，移除元素以及判斷元素是否存在與集合中。
Redis中常見集合命令：

命令	用例及描述
SADD	SADD key member [member …]——將一個或多個元素添加到集合中
SREM	SREM key member [member …]——從集合中移除一個或多個元素
SISMEMBER	SISMEMBER key member——檢查元素member是否存在於集合中
SCARD	SCARD key——統計集合中元素數量
SMEMBERS	SMEMBERS key——返回集合中包含的所有元素
SMOVE	SMOVE source destination member——將集合source中的元素member移動到集合destination中，移植成功返回1

ZSET

有序集合和散列存儲着鍵與值之間映射類似，也存在成員和分值（正常以時間或者值得大小作爲分值）的映射，並且提供了分值的處理命令。
Redis中常見有序集合命令：

命令	用例及描述
ZADD	ZADD key score member [score member …]——將帶有給定分值的成員添加到有序結合中
ZREM	ZREM key member [member …]——從有序集合中移除給定的元素
ZCARD	ZCARD key——返回有序集合中包含的成員數量
ZINCRBY	ZINCRBY key increment member——將member的分值加1
ZCOUNT	ZCOUNT key min max——返回分值介於min~max之間的成員變量
ZRANK	ZRANK key member——返回member的分值

當然有序集合還有許多比較有用的命令，就不一一列舉了。

SORT命令

SORT命令可以實現按照給定的選項，對輸入的列表，集合，有序集合，散列進行排序，返回排序後的結果。

命令	用例及描述
SORT	sort key [BY pattern] [LIMIT offset count] [GET pattern [GET pattern …]] [ASC

3.Redis其他命令

Redis除了上述數據結構操作命令外，還有發佈訂閱命令，實現基本事務特性的MULTI命令和EXEC命令，自動過期EXPIRE命令。下面介紹這些命令，其中發佈訂閱命令發在下篇博客中介紹。

MULTI和EXEC命令

在Redis中，有時可能需要同時處理多個命令，即需要將這些命令一個事物，一次性提交給Redis。Redis爲實現這種機制，引進了multi和exec命令。首先需要先執行multi命令，然後在輸入我們需要執行的命令，最後在執行exec命令。

EXPIRE命令

在使用Redis存儲數據時，有些數據存儲一段時間後就不會再使用了，比如不同系統之間的會話密鑰（保證兩個小時後自動失效），因而Redis引入了一種“帶有生存時間”特殊鍵。如果爲一個鍵設置了生存時間，則到了生存時間，Redis會自動的（應用程序透明，由Redis線程自己負責）將改建刪除。
常見的幾個命令：

命令	用例及描述
PERSIST	PERSIST key——移除鍵的過期時間
TTL	TTL key——查看給定鍵距離過期還有多少秒
EXPIRE	EXPIRE key seconds——設置鍵的生存時間，單位爲秒

4. 在JAVA中實現Redis連接池

在Java中使用Jedis.jar操作Redis，下面給出demo演示在Java中如何構建Redis緩存連接池，並給出散列（MAP）相關命令的代碼實現。

新建Maven工程,在pom.xml中添加依賴（maven和log4j）

        <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>2.7.3</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-api</artifactId>
            <version>1.7.25</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>log4j</groupId>
            <artifactId>log4j</artifactId>
            <version>1.2.17</version>
        </dependency>

配置log4j，log4j.properties

#config root logger
log4j.rootLogger = DEBUG,system.out
log4j.appender.system.out=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.system.out.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.system.out.layout.ConversionPattern=MINAServer Logger-->%5p{%F:%L}-%m%n

#config this Project.file logger
log4j.logger.thisProject.file=INFO,thisProject.file.out
log4j.appender.thisProject.file.out=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender
log4j.appender.thisProject.file.out.File=logContentFile.log
log4j.appender.thisProject.file.out.layout=org.apache.log4j.PatternLayout

JedisUtil類：

package util;

import org.apache.log4j.Logger;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * 搭建Redis緩存連接池
 * @author guweiyu
 */
public class JedisUtil {

    private static Logger logger = Logger.getLogger(JedisUtil.class.getName());

    // 創建JedisPoll實例
    private static JedisPool jedisPool;

    // 設置Jedis連接相關參數
    // Redis服務器IP，端口號
    private static String REDIS_ADDRESS = "127.0.0.1";
    private static Integer REDIS_PORT = 6379;

    // 最大連接數, 默認8個
    private static Integer MAX_TOTAL = 8;
    // 最大空閒連接數, 默認8個
    private static Integer MAX_IDLE = 8;
    // 獲取連接時的最大等待毫秒數(如果設置爲阻塞時BlockWhenExhausted),如果超時就拋異常, 小於零:阻塞不確定的時間,  默認-1）
    private static Integer MAX_WAIT_MILLIS = 10000;
    // Re
    private static Integer TIMEOUT = 10000;


    /**
     * 初始化Redis緩存連接池
     */
    public static void init() {
        try {
            // 構建Redis配置
            JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
            config.setMaxTotal(MAX_TOTAL);
            config.setMaxIdle(MAX_IDLE);
            config.setMaxWaitMillis(MAX_WAIT_MILLIS);

            // 創建Redis緩存連接池子
            jedisPool = new JedisPool(config, REDIS_ADDRESS, REDIS_PORT, TIMEOUT);
            logger.info("Redis連接池初始化成功");
        } catch (Exception e) {
            logger.error("Redis連接池初始化失敗", e);
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 關閉redis連接實例
     * @param jedis
     */
    private static void safeReturn(Jedis jedis) {
        if (jedis != null) {
            jedis.close();
        }
    }

    /**
     * 判斷散列中是否存在鍵
     * @param key
     * @param field
     * @return
     */
    public static boolean hexist(String key, String field) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            return jedis.hexists(key, field);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }

    /**
     * 在散列裏批量關聯起給定的鍵值對，並設置超時時間,單位秒
     * @param key
     * @param hash
     * @param timeout
     */
    public static void setHash(String key, Map<String, String> hash, int timeout) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            jedis.hmset(key, hash);
            jedis.expire(key, timeout);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }

    /**
     * 在散列裏批量關聯起給定的鍵值對
     * @param key
     * @param hash
     */
    public static void setHash(String key, Map<String, String> hash) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            jedis.hmset(key, hash);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }

    /**
     * 在散列裏關聯起給定的鍵值對
     * @param key
     * @param field
     * @param value
     */
    public static void addHashValue(String key, String field, String value) {

        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            jedis.hset(key, field, value);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }

    /**
     * 獲取指定散列鍵的值
     * @param key
     * @param field
     * @return
     */
    public static String getHashValue(String key, String field) {

        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            return jedis.hget(key, field);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }

    /**
     * 獲取散列包含的所有鍵值對
     * @param key
     * @return
     */
    public static Map<String, String> hgetAll(String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            return jedis.hgetAll(key);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }

    /**
     * 刪除給定的鍵（適用於所有類型）
     * @param key
     */
    public static void del(String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        try {
            jedis.del(key);
        } finally {
            safeReturn(jedis);
        }
    }
}

主程序測試：

import org.apache.log4j.Logger;
import util.JedisUtil;

import java.util.HashMap;

public class Application {

    private static Logger logger = Logger.getLogger(Application.class);

    private static String MAP_KEY_PREFIX = "hash_map_prefix_";

    private static String TEST1 = "test1";
    private static String TEST2 = "test2";
    private static String TEST3 = "test3";
    private static String TEST4 = "test4";

    public static void main (String[] args) throws Exception {

        logger.info("Main Application is starting");
        JedisUtil.init();

        String key1 = new StringBuilder(MAP_KEY_PREFIX).append(TEST1).toString();
        HashMap<String, String> test1Map = new HashMap<>();
        test1Map.put("user", "guweiyu");
        JedisUtil.setHash(key1, test1Map, 5);
        logger.info("key["+key1+"]:"+JedisUtil.getHashValue(key1, "user"));

        logger.info("key["+key1+"]:"+JedisUtil.hgetAll(key1));

        Thread.sleep(6000);
        logger.info("key["+key1+"]:"+JedisUtil.hgetAll(key1));

        JedisUtil.del(key1);
        logger.info("key["+key1+"]:"+JedisUtil.hexist(key1, "user"));

        String key2 = new StringBuilder(MAP_KEY_PREFIX).append(TEST2).toString();
        HashMap<String, String> test2Map = new HashMap<>();
        test2Map.put("user", "hebaobao");
        JedisUtil.setHash(key2, test2Map);

        logger.info("key["+key2+"]:"+JedisUtil.getHashValue(key2, "user"));

        logger.info("key["+key2+"]:"+JedisUtil.hgetAll(key2));

        Thread.sleep(6000);
        logger.info("key["+key2+"]:"+JedisUtil.hgetAll(key2));

        JedisUtil.addHashValue(key2, "mobino", "173");
        logger.info("key["+key2+"]:"+JedisUtil.hgetAll(key2));
    }
}

程序運行結果：

持之以恆！！！！！

Redis實戰總結-簡單介紹和常用數據結構及命令

* 序言

1. Redis介紹

2. Redis的數據結構

String

HASH

LIST

SET

ZSET

SORT命令

3.Redis其他命令

MULTI和EXEC命令

EXPIRE命令

4. 在JAVA中實現Redis連接池

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Java多線程技術研究（一）-多線程的創建及常見名詞

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https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

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