Redis數據庫入門&Java操作Redis

一、Redis入門

1.1、概念： redis是一款高性能的NOSQL系列的非關係型數據庫

什麼是NOSQL
NoSQL(NoSQL = Not Only SQL)，意即“不僅僅是SQL”，是一項全新的數據庫理念，泛指非關係型的數據庫。
隨着互聯網web2.0網站的興起，傳統的關係數據庫在應付web2.0網站，特別是超大規模和高併發的SNS類型的web2.0純動態網站已經顯得力不從心，暴露了很多難以克服的問題，而非關係型的數據庫則由於其本身的特點得到了非常迅速的發展。NoSQL數據庫的產生就是爲了解決大規模數據集合多重數據種類帶來的挑戰，尤其是大數據應用難題。

NOSQL和關係型數據庫比較
優點：
1）成本：nosql數據庫簡單易部署，基本都是開源軟件，不需要像使用oracle那樣花費大量成本購買使用，相比關係型數據庫價格便宜。
2）查詢速度：nosql數據庫將數據存儲於緩存之中，關係型數據庫將數據存儲在硬盤中，自然查詢速度遠不及nosql數據庫。
3）存儲數據的格式：nosql的存儲格式是key,value形式、文檔形式、圖片形式等等，所以可以存儲基礎類型以及對象或者是集合等各種格式，而數據庫則只支持基礎類型。
4）擴展性：關係型數據庫有類似join這樣的多表查詢機制的限制導致擴展很艱難。

缺點
1）維護的工具和資料有限，因爲nosql是屬於新的技術，不能和關係型數據庫10幾年的技術同日而語。
2）不提供對sql的支持，如果不支持sql這樣的工業標準，將產生一定用戶的學習和使用成本。
3）不提供關係型數據庫對事務的處理。

非關係型數據庫的優勢：
1）性能NOSQL是基於鍵值對的，可以想象成表中的主鍵和值的對應關係，而且不需要經過SQL層的解析，所以性能非常高。
2）可擴展性同樣也是因爲基於鍵值對，數據之間沒有耦合性，所以非常容易水平擴展。

關係型數據庫的優勢：
1）複雜查詢可以用SQL語句方便的在一個表以及多個表之間做非常複雜的數據查詢。
2）事務支持使得對於安全性能很高的數據訪問要求得以實現。對於這兩類數據庫，對方的優勢就是自己的弱勢，反之亦然。

總結
關係型數據庫與NoSQL數據庫並非對立而是互補的關係，即通常情況下使用關係型數據庫，在適合使用NoSQL的時候使用NoSQL數據庫，
讓NoSQL數據庫對關係型數據庫的不足進行彌補。
一般會將數據存儲在關係型數據庫中，在nosql數據庫中備份存儲關係型數據庫的數據

1.2、主流的NOSQL產品

鍵值(Key-Value)存儲數據庫
相關產品： Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
典型應用： 內容緩存，主要用於處理大量數據的高訪問負載。
數據模型： 一系列鍵值對
優勢： 快速查詢
劣勢： 存儲的數據缺少結構化

列存儲數據庫
相關產品：Cassandra, HBase, Riak
典型應用：分佈式的文件系統
數據模型：以列簇式存儲，將同一列數據存在一起
優勢：查找速度快，可擴展性強，更容易進行分佈式擴展
劣勢：功能相對侷限

文檔型數據庫
相關產品：CouchDB、MongoDB
典型應用：Web應用（與Key-Value類似，Value是結構化的）
數據模型： 一系列鍵值對
優勢：數據結構要求不嚴格
劣勢： 查詢性能不高，而且缺乏統一的查詢語法

圖形(Graph)數據庫
相關數據庫：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
典型應用：社交網絡
數據模型：圖結構
優勢：利用圖結構相關算法。
劣勢：需要對整個圖做計算才能得出結果，不容易做分佈式的集羣方案。

1.3、 什麼是Redis Redis中文官網

Redis是用C語言開發的一個開源的高性能鍵值對（key-value）數據庫，官方提供測試數據，50個併發執行100000個請求,讀的速度是110000次/s,寫的速度是81000次/s ，且Redis通過提供多種鍵值數據類型來適應不同場景下的存儲需求，目前爲止Redis支持的鍵值數據類型如下：

1. 字符串類型 string
2. 哈希類型 hash
3. 列表類型 list
4. 集合類型 set
5. 有序集合類型 sortedset

redis的應用場景
• 緩存（數據查詢、短連接、新聞內容、商品內容等等）
• 聊天室的在線好友列表
• 任務隊列。（秒殺、搶購、12306等等）
• 應用排行榜
• 網站訪問統計
• 數據過期處理（可以精確到毫秒)
• 分佈式集羣架構中的session分離

下載安裝
官網：https://redis.io
中文網：http://www.redis.net.cn/ (建議這個)

解壓直接可以使用：

• redis.windows.conf：配置文件
• redis-cli.exe：redis的客戶端
• redis-server.exe：redis服務器端
  

命令操作
redis的數據結構：
redis存儲的是：key,value格式的數據，其中key都是字符串，value有5種不同的數據結構

value的數據結構：

1. 字符串類型 string
2. 哈希類型 hash ： map格式
3. 列表類型 list ： linkedlist格式。支持重複元素
4. 集合類型 set ： 不允許重複元素
5. 有序集合類型 sortedset：不允許重複元素，且元素有順序

1、字符串類型 string
存儲： set key value

獲取： get key

刪除： del key

2、哈希類型 hash
存儲： hset key field value
hset myhash username lisi

hset myhash password 123

獲取： 
hget key field: 獲取指定的field對應的值
hget myhash username

hgetall key：獲取所有的field和value
hgetall myhash

刪除： hdel key field

例：
hdel myhash username

3、列表類型 list:可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊） （相當於隊列）
添加：
lpush key value: 將元素加入列表左表

rpush key value：將元素加入列表右邊

例：
lpush myList a

lpush myList b

rpush myList c

獲取：
lrange key start end ：範圍獲取

例：
lrange myList 0 -1   (獲取所有)  (0表示第一個  -1表示最後一個 -2表示倒數第二個)

1) "b"
2) "a"
3) "c"

刪除：
lpop key： 刪除列表最左邊的元素，並將元素返回
rpop key： 刪除列表最右邊的元素，並將元素返回

4、集合類型 set ： 不允許重複元素
存儲：sadd key value

例：
sadd myset a
sadd myset a
sadd myset b c d e (可以一次添加多個)
獲取：smembers key:獲取set集合中所有元素
smembers myset
1) "a"

刪除：srem key value:刪除set集合中的某個元素	

srem myset a

5. 有序集合類型 sortedset：不允許重複元素，且元素有順序.每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。

存儲：zadd key score value

例：
zadd mysort 60 zhangsan
zadd mysort 500 lisi
zadd mysort 80 wangwu

獲取：zrange key start end [withscores]
例：
zrange mysort 0 -1
1) "wangwu"
2) "zhangsan"
3) "lisi"

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

刪除：zrem key value

例：
zrem mysort lisi

通用命令

keys * : 查詢所有的鍵
type key ： 獲取鍵對應的value的類型
del key：刪除指定的key value
expire key 秒 設置超時時間
ttl key 查詢key剩餘時間 (-1表示未設置超時時間 -2表示已超時銷燬 正整數表示剩餘有效時間秒數)
flushdb 清空當前庫 (redis 共有16個庫 編號分別爲 0~15)

持久化
redis是一個內存數據庫，當redis服務器重啓，或者電腦重啓，數據會丟失，我們可以將redis內存中的數據持久化保存到硬盤的文件中。

redis持久化機制：
RDB：默認方式，不需要進行配置，默認就使用這種機制

在一定的間隔時間中，檢測key的變化情況，然後持久化數據
編輯redis.windwos.conf文件

默認配置
#after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed  （15分鐘內至少有一個key發生改變則持久化一次）
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

自定義配置後需要重新啓動redis服務器，並指定配置文件名稱才能生效

AOF：日誌記錄的方式，可以記錄每一條命令的操作。可以每一次命令操作後，持久化數據
編輯redis.windwos.conf文件

appendonly no（關閉aof） --> appendonly yes （開啓aof）
#appendfsync always ： 每一次操作都進行持久化
appendfsync everysec ： 每隔一秒進行一次持久化
#appendfsync no	 ： 不進行持久化

二、Java客戶端 Jedis

2.1、概念：Jedis是一款java操作redis數據庫的工具 （和JDBC相似）

使用步驟：
下載jedis的jar包
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1tTVmZFtSyf65qxqEPyQN2w
提取碼：xi6w

使用

//1. 獲取連接
Jedis jedis = new Jedis("localhost",6379);
//2. 操作
jedis.set("username","zhangsan");
//3. 關閉連接
jedis.close();

Jedis操作各種redis中的數據結構

1. 字符串類型 string
   set
   get

//1. 獲取連接
Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空參構造，默認值 "localhost",6379端口
//2. 操作
//存儲
jedis.set("username","zhangsan");
//獲取
String username = jedis.get("username");
System.out.println(username);

//可以使用setex()方法存儲可以指定過期時間的 key value
jedis.setex("activecode",20,"hehe");//將activecode：hehe鍵值對存入redis，並且20秒後自動刪除該鍵值對

//3. 關閉連接
jedis.close();

2. 哈希類型 hash ： map格式
   hset
   hget
   hgetAll

//1. 獲取連接
Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空參構造，默認值 "localhost",6379端口
//2. 操作
// 存儲hash
jedis.hset("user","name","lisi");
jedis.hset("user","age","23");
jedis.hset("user","gender","female");

// 獲取hash
String name = jedis.hget("user", "name");
System.out.println(name);


// 獲取hash的所有map中的數據
Map<String, String> user = jedis.hgetAll("user");

// keyset
Set<String> keySet = user.keySet();
for (String key : keySet) {
//獲取value
String value = user.get(key);
System.out.println(key + ":" + value);
}

//3. 關閉連接
jedis.close();

3. 列表類型 list ： linkedlist格式。支持重複元素
   lpush / rpush
   lpop / rpop
   lrange start end : 範圍獲取

//1. 獲取連接
Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空參構造，默認值 "localhost",6379端口
//2. 操作
// list 存儲
jedis.lpush("mylist","a","b","c");//從左邊存
jedis.rpush("mylist","a","b","c");//從右邊存

// list 範圍獲取
List<String> mylist = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
System.out.println(mylist);

// list 彈出
String element1 = jedis.lpop("mylist");//c
System.out.println(element1);

String element2 = jedis.rpop("mylist");//c
System.out.println(element2);

// list 範圍獲取
List<String> mylist2 = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
System.out.println(mylist2);

//3. 關閉連接
jedis.close();

4. 集合類型 set ： 不允許重複元素
   sadd
   smembers:獲取所有元素

//1. 獲取連接
Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空參構造，默認值 "localhost",6379端口
//2. 操作


// set 存儲
jedis.sadd("myset","java","php","c++");

// set 獲取
Set<String> myset = jedis.smembers("myset");
System.out.println(myset);

//3. 關閉連接
jedis.close();

5. 有序集合類型 sortedset：不允許重複元素，且元素有順序
   zadd
   zrange

//1. 獲取連接
Jedis jedis = new Jedis();//如果使用空參構造，默認值 "localhost",6379端口
//2. 操作
// sortedset 存儲
jedis.zadd("mysortedset",3,"skate");
jedis.zadd("mysortedset",30,"guns");
jedis.zadd("mysortedset",55,"boom");

// sortedset 獲取
Set<String> mysortedset = jedis.zrange("mysortedset", 0, -1);

System.out.println(mysortedset);


//3. 關閉連接
jedis.close();

jedis連接池： JedisPool

使用：
創建JedisPool連接池對象
調用方法 getResource()方法獲取Jedis連接

//0.創建一個配置對象
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
config.setMaxTotal(50);
config.setMaxIdle(10);

//1.創建Jedis連接池對象
JedisPool jedisPool = new JedisPool(config,"localhost",6379);

//2.獲取連接
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
//3. 使用
jedis.set("hehe","heihei");


//4. 關閉 歸還到連接池中
jedis.close();

jedis連接池工具類

public class JedisPoolUtils {
private static JedisPool jedisPool;
static{
//讀取配置文件
InputStream is = JedisPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jedis.properties");
//創建Properties對象
Properties pro = new Properties();
//關聯文件
try {
pro.load(is);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//獲取數據，設置到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")));
}
/**
* 獲取連接方法
*/
public static Jedis getJedis(){
return jedisPool.getResource();
}
}

詳細配置文件 jedis.properties

#最大活動對象數     
redis.pool.maxTotal=1000    
#最大能夠保持idle狀態的對象數      
redis.pool.maxIdle=100  
#最小能夠保持idle狀態的對象數   
redis.pool.minIdle=50    
#當池內沒有返回對象時，最大等待時間    
redis.pool.maxWaitMillis=10000    
#當調用borrow Object方法時，是否進行有效性檢查    
redis.pool.testOnBorrow=true    
#當調用return Object方法時，是否進行有效性檢查    
redis.pool.testOnReturn=true  
#“空閒鏈接”檢測線程，檢測的週期，毫秒數。如果爲負值，表示不運行“檢測線程”。默認爲-1.  
redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis=30000  
#向調用者輸出“鏈接”對象時，是否檢測它的空閒超時；  
redis.pool.testWhileIdle=true  
# 對於“空閒鏈接”檢測線程而言，每次檢測的鏈接資源的個數。默認爲3.  
redis.pool.numTestsPerEvictionRun=50  
#redis服務器的IP    
redis.ip=xxxxxx  
#redis服務器的Port    
redis1.port=6379   

案例：

案例需求：
提供index.html頁面，頁面中有一個省份 下拉列表
當頁面加載完成後 發送ajax請求，加載所有省份
（要求從redis數據庫中查詢省份數據 如果redis中沒有 再從MySQL中加載 最後把MySQL中查詢到的數據轉爲json數據格式 存入redis 以後的每次加載都從redis中加載即可）

• 注意：使用redis緩存一些不經常發生變化的數據。
• 數據庫的數據一旦發生改變，則需要更新緩存。
• 數據庫的表執行 增刪改的相關操作，需要將redis緩存數據清空，再次存入
• 在service對應的增刪改方法中，將redis數據刪除。

這裏只貼關鍵代碼了

  public String findAllJson() {
//        獲取Redis連接
        Jedis jedis = JedisPoolUtils.getJedis();
        String province_json = jedis.get("province");

//        判斷 province_json 是否爲空
        if (StringUtils.isEmpty(province_json)) {
//            Redis中沒有數據
            System.out.println("redis中無數據,從數據庫加載");

            List<Province> list = provinceDao.findAll();
            ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
            try {
                province_json = objectMapper.writeValueAsString(list);
            } catch (JsonProcessingException e) {
                e.printStackTrace();
            }

//            將數據存入redis
            jedis.set("province", province_json);
            jedis.close();
        }else {
            System.out.println("redis中有數據");
        }


        return province_json;
    }

程序執行結果：