Redis 的一見鍾情

一、redis 簡介

Redis是一個使用ANSI C編寫的開源、支持網絡、基於內存、可選持久性的、非關係型，鍵值對存儲數據庫。它通常被稱爲數據結構服務器，因爲值（value）可以是字符串(String), 哈希(Hash), 列表(list), 集合(sets) 和有序集合(sorted sets)等類型。

簡單來說 redis 就是一個數據庫，不過與傳統數據庫不同的是 redis 的數據是存在內存中的，所以讀寫速度非常快，因此 redis 被廣泛應用於緩存方向。另外，redis 也經常用來做分佈式鎖。redis 提供了多種數據類型來支持不同的業務場景。除此之外，redis 支持事務、持久化、LUA 腳本、LRU 驅動事件、多種集羣方案。

1、Redis的優點

Redis採用內存（in-memory）數據集（dataset）。性能極高，Redis能支持超過100K+每秒的讀寫頻率；
豐富的數據類型，Redis支持二進制案例的Strings，Lists，Hashes，Sets及Ordered Sets數據類型操作；
Redis的所有操作都是原子性的，同時Redis還支持對幾個操作全並後的原子性執行；
豐富的特性，Redis還支持publish/sucscribe，通知，key過期等特性；
Redis還支持主從異步複製，非常快的非阻塞初次同步、網絡斷開時自動重連局部重同步。

2、爲什使用Redis?

(1) 高性能要求

假如用戶第一次訪問數據庫中的某些數據。這個過程會比較慢，因爲是從硬盤上讀取的。將該用戶訪問的數據存在緩存中，這樣下一次再訪問這些數據的時候就可以直接從緩存中獲取了。操作緩存就是直接操作內存，所以速度相當快。如果數據庫中的對應數據改變的之後，同步改變緩存中相應的數據即可！

（2）高併發（High Concurrency）場景

高併發是互聯網分佈式系統架構設計中必須考慮的因素之一，它通常是指，通過設計保證系統能夠同時並行處理很多請求。

二、Redis 的線程模型

Redis 是一個單線程模型。

因爲，Redis 內部使用文件事件處理器，這個文件事件處理器是單線程的，所以 Redis 才叫做單線程的模型。它採用 IO 多路複用機制同時監聽多個 socket，將產生事件的 socket 壓入內存隊列中，事件分派器根據 socket 上的事件類型來選擇對應的事件處理器進行處理。

文件事件處理器的結構包含 4 個部分：

多個 socket
IO 多路複用程序
文件事件分派器
事件處理器（連接應答處理器、命令請求處理器、命令回覆處理器）

多個 socket 可能會併發產生不同的操作，每個操作對應不同的文件事件，但是 IO 多路複用程序會監聽多個 socket，會將產生事件的 socket 放入隊列中排隊，事件分派器每次從隊列中取出一個 socket，根據 socket 的事件類型交給對應的事件處理器進行處理。

三、Redis 與 Memcached 的區別

四、Redis 數據類型

Redis支持五種數據類型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

1、String（字符串）

string 是 redis 最基本的類型，你可以理解成與 Memcached 一模一樣的類型，一個 key 對應一個 value。
string 類型是二進制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何數據。比如jpg圖片或者序列化的對象。
string 類型是 Redis 最基本的數據類型，string 類型的值最大能存儲 512MB。

redis 127.0.0.1:6379> SET chenSirKey "chenSir"

OK

redis 127.0.0.1:6379> GET chenSirKey

"chenSir"

2、Hash（哈希）

Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。
Redis hash 是一個 string 類型的 field 和 value 的映射表，hash 特別適合用於存儲對象。
每個 hash 可以存儲 232 -1 鍵值對（40多億）。

redis 127.0.0.1:6379> HMSET ChenSir field1 "Hello" field2 "World"

"OK"

redis 127.0.0.1:6379> HGET ChenSir field1

"Hello"

redis 127.0.0.1:6379> HGET ChenSir field2

"World"

3、List（列表）

Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。
列表最多可存儲 232 – 1 元素 (4294967295, 每個列表可存儲40多億)

redis 127.0.0.1:6379> DEL ChenSir

redis 127.0.0.1:6379> lpush ChenSir redis

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> lpush ChenSir mongodb

(integer) 2

redis 127.0.0.1:6379> lpush ChenSir rabitmq

(integer) 3

redis 127.0.0.1:6379> lrange ChenSir 0 10

1) "rabitmq"

2) "mongodb"

3) "redis"

4、Set（無序集合）

Redis 的 Set 是 string 類型的無序集合。

集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的複雜度都是 O(1)。

sadd 命令添加一個 string 元素到 key 對應的 set 集合中，成功返回 1，如果元素已經在集合中返回 0。
集合中最大的成員數爲 232 – 1(4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

redis 127.0.0.1:6379> DEL ChenSir

redis 127.0.0.1:6379> sadd ChenSir redis

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> sadd ChenSir mongodb

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> sadd ChenSir rabitmq

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> sadd ChenSir rabitmq

(integer) 0

redis 127.0.0.1:6379> smembers ChenSir

1) "redis"

2) "rabitmq"

3) "mongodb"

以上實例中 rabitmq 添加了兩次，但根據集合內元素的唯一性，第二次插入的元素將被忽略

5、Zset(sorted set：有序集合)

Redis zset 和 set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重複的成員。
不同的是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。
zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重複。

redis 127.0.0.1:6379> DEL ChenSir

redis 127.0.0.1:6379> zadd ChenSir 0 redis

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> zadd ChenSir 0 mongodb

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> zadd ChenSir 0 rabitmq

(integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> zadd ChenSir 0 rabitmq

(integer) 0

redis 127.0.0.1:6379> > ZRANGEBYSCORE ChenSir 0 1000

1) "mongodb"

2) "rabitmq"

3) "redis"

類型	簡介	特性	場景
String(字符串)	二進制安全	可以包含任何數據,比如jpg圖片或者序列化的對象,一個鍵最大能存儲512M	—
Hash(字典)	鍵值對集合,即編程語言中的Map類型	適合存儲對象,並且可以像數據庫中update一個屬性一樣只修改某一項屬性值(Memcached中需要取出整個字符串反序列化成對象修改完再序列化存回去)	存儲、讀取、修改用戶屬性
List(列表)	鏈表(雙向鏈表)	增刪快,提供了操作某一段元素的API	1,最新消息排行等功能(比如朋友圈的時間線) 2,消息隊列
Set(集合)	哈希表實現,元素不重複	1、添加、刪除,查找的複雜度都是O(1) 2、爲集合提供了求交集、並集、差集等操作	1、共同好友 2、利用唯一性,統計訪問網站的所有獨立ip 3、好友推薦時,根據tag求交集,大於某個閾值就可以推薦
Sorted Set(有序集合)	將Set中的元素增加一個權重參數score,元素按score有序排列	數據插入集合時,已經進行天然排序	1、排行榜 2、帶權重的消息隊列

五、應用場景

注意：Redis默認支持16個數據庫（可以通過配置文件支持更多，無上限），可以通過配置databases來修改這一數字。客戶端與Redis建立連接後會自動選擇0號數據庫，不過可以隨時使用SELECT命令更換數據庫。

六、Java 與Redis 的合作

開始在 Java 中使用 Redis 前，我們需要確保已經安裝了 redis 服務及 Java redis 驅動，且你的機器上能正常使用 Java。 Java的安裝配置可以參考我們的 Java開發環境配置接下來讓我們安裝 Java redis 驅動：

首先你需要下載驅動包 下載 jedis.jar，確保下載最新驅動包。
在你的 classpath 中包含該驅動包。

1、連接到Redis 服務

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisJava {

    public static void main(String[] args) {

        //連接本地的 Redis 服務

        Jedis jedis = new Jedis("localhost");

        System.out.println("連接成功");

        //查看服務是否運行

        System.out.println("服務正在運行: "+jedis.ping());

    }

}

2、Redis Java String(字符串) 實例

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisStringJava {

    public static void main(String[] args) {

        //連接本地的 Redis 服務

        Jedis jedis = new Jedis("localhost");

        System.out.println("連接成功");

        //設置 redis 字符串數據

        jedis.set("chensir", "www.chensir.yoga");

        // 獲取存儲的數據並輸出

        System.out.println("redis 存儲的字符串爲: "+ jedis.get("chensir"));

    }

}

3、Redis Java List(列表) 實例

import java.util.List;

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisListJava {

    public static void main(String[] args) {

        //連接本地的 Redis 服務

        Jedis jedis = new Jedis("localhost");

        System.out.println("連接成功");

        //存儲數據到列表中

        jedis.lpush("site-list", "Runoob");

        jedis.lpush("site-list", "Google");

        jedis.lpush("site-list", "Taobao");

        // 獲取存儲的數據並輸出

        List<String> list = jedis.lrange("site-list", 0 ,2);

        for(int i=0; i<list.size(); i++) {

            System.out.println("列表項爲: "+list.get(i));

        }

    }

}

說明：本文參考文章https://www.runoob.com/redis/redis-data-types.html

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第二節線性表的基本概念與實現

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