[大数据]Redis学习笔记

Redis

需要笔记的可以加群，这是我自己的群，一个月了就我一个人，希望能和一群人交流学习，无论你是高手还是糕手，到了这技术要学会，🐂也要吹上天

1. Redis数据库相关指令

1.1 数据库操作指令

# 1.Redis中库说明
- 使用redis的默认配置器动redis服务后,默认会存在16个库,编号从0-15
- 可以使用select 库的编号 来选择一个redis的库

# 2.Redis中操作库的指令
- 清空当前的库  FLUSHDB
- 清空全部的库  FLUSHALL

# 3.redis客户端显示中文
-	./redis-cli  -p 7000 --raw

1.2 操作key相关指令

# 1.DEL指令
- 语法 :  DEL key [key ...] 
- 作用 :  删除给定的一个或多个key 。不存在的key 会被忽略。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 被删除key 的数量。 

# 2.EXISTS指令
- 语法:  EXISTS key
- 作用:  检查给定key 是否存在。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 若key 存在，返回1 ，否则返回0。

# 3.EXPIRE
- 语法:  EXPIRE key seconds
- 作用:  为给定key 设置生存时间，当key 过期时(生存时间为0 )，它会被自动删除。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 时间复杂度： O(1)
- 返回值：设置成功返回1 。

# 4.KEYS
- 语法 :  KEYS pattern
- 作用 :  查找所有符合给定模式pattern 的key 。
- 语法:
	KEYS * 匹配数据库中所有key 。
	KEYS h?llo 匹配hello ，hallo 和hxllo 等。
	KEYS h*llo 匹配hllo 和heeeeello 等。
	KEYS h[ae]llo 匹配hello 和hallo ，但不匹配hillo 。特殊符号用 "\" 隔开
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 符合给定模式的key 列表。

# 5.MOVE
- 语法 :  MOVE key db
- 作用 :  将当前数据库的key 移动到给定的数据库db 当中。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 移动成功返回1 ，失败则返回0 。

# 6.PEXPIRE
- 语法 :  PEXPIRE key milliseconds
- 作用 :  这个命令和EXPIRE 命令的作用类似，但是它以毫秒为单位设置key 的生存时间，而不像EXPIRE 命令那样，以秒为单位。
- 可用版本： >= 2.6.0
- 时间复杂度： O(1)
- 返回值：设置成功，返回1  key 不存在或设置失败，返回0

# 7.PEXPIREAT
- 语法 :  PEXPIREAT key milliseconds-timestamp
- 作用 :  这个命令和EXPIREAT 命令类似，但它以毫秒为单位设置key 的过期unix 时间戳，而不是像EXPIREAT那样，以秒为单位。
- 可用版本： >= 2.6.0
- 返回值：如果生存时间设置成功，返回1 。当key 不存在或没办法设置生存时间时，返回0 。(查看EXPIRE 命令获取更多信息)

# 8.TTL
- 语法 :   TTL key
- 作用 :   以秒为单位，返回给定key 的剩余生存时间(TTL, time to live)。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：
	当key 不存在时，返回-2 。
	当key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1 。
	否则，以秒为单位，返回key 的剩余生存时间。
- Note : 在Redis 2.8 以前，当key 不存在，或者key 没有设置剩余生存时间时，命令都返回-1 。

# 9.PTTL
- 语法 :  PTTL key
- 作用 :  这个命令类似于TTL 命令，但它以毫秒为单位返回key 的剩余生存时间，而不是像TTL 命令那样，以秒为单位。
- 可用版本： >= 2.6.0
- 返回值： 当key 不存在时，返回-2 。当key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1 。
- 否则，以毫秒为单位，返回key 的剩余生存时间。
- 注意 : 在Redis 2.8 以前，当key 不存在，或者key 没有设置剩余生存时间时，命令都返回-1 。

# 10.RANDOMKEY
- 语法 :  RANDOMKEY
- 作用 :  从当前数据库中随机返回(不删除) 一个key 。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：当数据库不为空时，返回一个key 。当数据库为空时，返回nil 。

# 11.RENAME
- 语法 :  RENAME key newkey
- 作用 :  将key 改名为newkey 。当key 和newkey 相同，或者key 不存在时，返回一个错误。当newkey 已经存在时，RENAME 命令将覆盖旧值。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值： 改名成功时提示OK ，失败时候返回一个错误。

# 12.TYPE
- 语法 :  TYPE key
- 作用 :  返回key 所储存的值的类型。
- 可用版本： >= 1.0.0
- 返回值：
	none (key 不存在)
	string (字符串)
	list (列表)
	set (集合)
	zset (有序集)
	hash (哈希表)

1.3 String类型

1. 内存存储模型

2. 常用操作命令

1.4 List类型

list 列表 相当于java中list 集合 特点 元素有序 且 可以重复

1.内存存储模型

2.常用操作指令

1.5 Set类型

特点: Set类型 Set集合 元素无序 不可以重复

1.内存存储模型

2.常用命令

1.6 ZSet类型

特点: 可排序的set集合 排序 不可重复

ZSET 官方 可排序SET sortSet

1.内存模型

2.常用命令

7.7 hash类型

特点: value 是一个map结构 存在key value key 无序的

1.内存模型

2.常用命令

2.数据持久化

redis数据持久化分为两种：快照（rdb）、AOF（append only file）

当rdb和aof都开启时，redis在启动时会采用AOF来恢复数据

2.1 快照（RDB）

保存某一时刻的数据，redis默认使用的方式。它会生成.rdb后缀的文件(最后一次持久化的数据可能丢失)

生成快照文件的几种方式：

SAVE 和 BGSAVE 两个命令都会调用 rdbSave 函数，但它们调用的方式各有不同：

SAVE 直接调用 rdbSave ，阻塞 Redis 主进程，直到保存完成为止。在主进程阻塞期间，服务器不能处理客户端的任何请求。
BGSAVE 则 fork 出一个子进程，子进程负责调用 rdbSave ，并在保存完成之后向主进程发送信号，通知保存已完成。 Redis 服务器在BGSAVE 执行期间仍然可以继续处理客户端的请求。

Save是阻塞方式的；bgsave是非阻塞方式的。

1. 客户端bgsave命令：调用fork创建一个子进程，子进程负责将快照写入到磁盘，主进程继续处理命令
2. 客户端save命令：主进程负责快照生成，也就是说会导致redis无法对外服务，阻塞。
3. 自动触发，当配置文件的条件满足时，触发快照生成:（执行bgsave命令）

4. 客户端shutdown命令：执行的是save命令

2.2 AOF（append only file）

将所有的写命命令记录到日志文件

要使用AOF，需开启，在配置文件中：

日志追加频率： always、everysec、no

always：来一个写命令就追加一次（以一个写命令为单位），虽然它可以保证数据不丢失，但是大量的写操作会极大降低redis运行效率。

everysec（推荐）：以1s为单位，一秒追加一次，一秒内随便来多少个写命令，1s到了把1s内的写命令全部追加。可以看到这是redis默认使用的，redis可以保证，即使系统崩溃最多只会丢失1s的数据

no：不是不追加，而是把什么时候追加交给操作系统，操作系统需要的时候刷新即可

随着redis运行时间的增加，aof文件会越来越大，就会导致恢复数据越来越慢。所以为了压缩aof文件的大小，redis提供了AOF重写机制

2.3 AOF重写的两种方式

1. 客户端命令：BGREWRITEAOF（bgrewriteaof）即后台重写，不会阻塞redis服务
2. 配置自动触发

这里有两个参数，解释下：

上面是一个百分比，这里是100%

下面是aof最小多少兆，这里是64

它两加起来就是这个意思：当aof文件达到64mb时，触发第一次重写，假如重写后为20mb；那么！下一次触发重写就是aof文件从20mb扩大了一倍（即100%的含义）为40mb时。你设置500%，下一次就是100mb触发重写

2.4 AOF重写原理

重写并不是在原有AOF文件的基础上进行压缩，而是将内存中的数据内容以命令的方式记录到一个临时的AOF文件中，然后将原来的替换掉，下面是我画的过程图：

首先，我们应该弄明白怎么aof文件的体积就变小了？

举个例子，比如我对key为test的value（值为0）进行incr 1 ，加一操作，执行了1000次，aof中就记录了1000条记录，其实就只需要记录一条set test 1000不就是记录了test的值了吗。

它的过程我，描述一下：首先redis收到重写aof的命令时redis会调用fork()创建一个子进程，这个子进程会生成快照，然后将快照中的数据转变为写记录 写入临时的aof文件；与此同时，因为主线程还在工作，还会有新的写命令，主线程会将写命令继续追加到原来的文件（因为害怕子进程出现问题而导致后续的数据丢失），并将其缓存起来。当临时aof文件生成后，子进程会通知主进程，让主进程把缓存的写命令追加到临时文件。最后就将原来的文件替换掉，就完成了重写

3.SpringBoot 整合Redis

Spring Boot Data Redis提供了两个模板类：RedisTemplate和StringRedisTemplate。

RedisTemplate<Object,Object>，两个泛型都是Object类型，即key、value都是对象；但是Redis库中存储的都是String，所以RedisTemplate在存储时会自动将对象序列化，在取的时候会自动反序列化，这就要求使用的对象必须实现序列化接口（implements Serializable）！！！

而StringRedisTemplate<String,String>两个泛型都是String的，StringRedisTemplate是RedsiTemplate的子类

3.1 创建springboot项目

使用快速构建，你可以勾选上：lombok、web、redis

这里也提供一下pom：

<dependencies>
    <!--redis-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <!--web-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!--lombok-->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <!--单元测试-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

3.2 编写配置

#redis地址
spring.redis.host=127.0.0.1
#redis端口号
spring.redis.port=6379
#使用哪个库
spring.redis.database=0

3.3 编写测试类（以StringRedisTemple为介绍）

我们需要注入StringRedisTemplate（它和RedisTemplate都交给了Spring容器管理）

@SpringBootTest
class RedisApplicationTests {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    //StringRedisTemple测试类
    @Test
    void redis() {
        
    }

}

api介绍：

测试方法：

@SpringBootTest
class RedisApplicationTests {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    //StringRedisTemple测试类
    @Test
    void redis() {
        //往redis中存一个key为name，值为xiaoxiang的数据
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("name","xiaoxiang");
        
        //取出name的值
        String value = stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println(value);
    }

}

结果：

Redis库中也有该条数据：

对key的操作：

//对key的操作：

//删除key
stringRedisTemplate.delete("name");
//设置key过期时间
stringRedisTemplate.expire("name", 10 , TimeUnit.DAYS);
//获取过期时间
stringRedisTemplate.getExpire("name");
//获取指定key的value是什么数据类型
stringRedisTemplate.type("name");

==对String类型的操作：==不能一一介绍，大家根据api字面意思对照前面的操作命令就能知道是干啥的了，可以自己玩一玩。其它类型的数据的使用和string差不多，api不同大家可自行体会就不介绍了

 //hash相关操作 opsForHash
    @Test
    public void testHash(){
        stringRedisTemplate.opsForHash().put("maps","name","小黑");
        Object o = stringRedisTemplate.opsForHash().get("maps", "name");
        System.out.println(o);
    }

//zset相关操作 opsForZSet
@Test
public void testZSet(){
    stringRedisTemplate.opsForZSet().add("zsets","小黑",10);
    Set<String> zsets = stringRedisTemplate.opsForZSet().range("zsets", 0, -1);
    zsets.forEach(value-> System.out.println(value));
}

//set相关操作 opsForSet
@Test
public void testSet(){
    stringRedisTemplate.opsForSet().add("sets","xiaosan","xiaosi","xiaowu");
    Set<String> sets = stringRedisTemplate.opsForSet().members("sets");
    sets.forEach(value-> System.out.println(value));
}

//list相关的操作opsForList
@Test
public void testList(){
    // stringRedisTemplate.opsForList().leftPushAll("lists","张三","李四","王五");
    List<String> lists = stringRedisTemplate.opsForList().range("lists", 0, -1);
    lists.forEach(key -> System.out.println(key));
}


//String相关的操作 opsForValue
@Test
public void testString(){
    //stringRedisTemplate.opsForValue().set("166","好同学");
    String s = stringRedisTemplate.opsForValue().get("166");
    System.out.println(s);
    Long size = stringRedisTemplate.opsForValue().size("166");
    System.out.println(size);
}


//key相关的操作
@Test
public void test(){
    Set<String> keys = stringRedisTemplate.keys("*");//查看所有key
    Boolean name = stringRedisTemplate.hasKey("name");//判断某个key是否存在
    stringRedisTemplate.delete("age");//根据指定key删除
    stringRedisTemplate.rename("","");//修改key的名称
    stringRedisTemplate.expire("key",10, TimeUnit.HOURS);
  	//设置key超时时间 参数1:设置key名 参数2:时间 参数3:时间的单位
    stringRedisTemplate.move("",1);//移动key
}

如想了解更多api，请看视频：

操作key和String类型数据：https://www.bilibili.com/video/BV1jD4y1Q7tU?p=12

操作list、set、zset：https://www.bilibili.com/video/BV1jD4y1Q7tU?p=13

操作hash、RedisTemplate（重要）：https://www.bilibili.com/video/BV1jD4y1Q7tU?p=14

绑定key API：https://www.bilibili.com/video/BV1jD4y1Q7tU?p=15

4.Redis应用场景

视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1jD4y1Q7tU?p=16

验证码存储（设置超时，时效性）、

具有时效性的业务（比如订单还有多少时间失，时效性）、

分布式集群中session共享、

利用zset类型（元素 分数），可排序，可以做排行榜之类的把商品id作为key，销量作为分数，选出排名即可。

分布式缓存

存储认证后的token（时效性）

解决分布式系统集群的分布式锁问题

持续更新中。。。。。。。。。。。。。。。。