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redis

由 坚强是说给别人听的谎言 提交于 2020-01-13 18:57:28

目录

概念

简介：

​ 随着互联网web2.0网站的兴起，传统的关系数据库在应付web2.0网站，特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题，而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战，尤其是大数据应用难题。

  • 概念： redis是一款高性能的NOSQL系列的非关系型数据库

什么是NOSQL

  • NoSQL(NoSQL = Not Only SQL)，意即“不仅仅是SQL”，是一项全新的数据库理念，泛指非关系型的数据库。

NOSQL和关系型数据库比较

优点

  1. 成本：nosql数据库简单易部署，基本都是开源软件，不需要像使用oracle那样花费大量成本购买使用，相比关系型数据库价格便宜。
  2. 查询速度：nosql数据库将数据存储于缓存之中，关系型数据库将数据存储在硬盘中，自然查询速度远不及nosql数据库。
  3. 存储数据的格式：nosql的存储格式是key,value形式、文档形式、图片形式等等，所以可以存储基础类型以及对象或者是集合等各种格式，而数据库则只支持基础类型。
  4. 扩展性：关系型数据库有类似join这样的多表查询机制的限制导致扩展很艰难。

缺点

  1. 维护的工具和资料有限，因为nosql是属于新的技术，不能和关系型数据库10几年的技术同日而语。
  2. 不提供对sql的支持，如果不支持sql这样的工业标准，将产生一定用户的学习和使用成本。
  3. 一般不提供关系型数据库对事务的处理（redis提供对事务的支持）。

非关系型数据库的优势

  1. 性能NOSQL是基于键值对的，可以想象成表中的主键和值的对应关系，而且不需要经过SQL层的解析，所以性能非常高。
  2. 可扩展性同样也是因为基于键值对，数据之间没有耦合性，所以非常容易水平扩展。

关系型数据库的优势

  1. 复杂查询可以用SQL语句方便的在一个表以及多个表之间做非常复杂的数据查询。
  2. 事务支持使得对于安全性能很高的数据访问要求得以实现。对于这两类数据库，对方的优势就是自己的弱势，反之亦然。

总结

  • 关系型数据库与NoSQL数据库并非对立而是互补的关系，即通常情况下使用关系型数据库，在适合使用NoSQL的时候使用NoSQL数据库，

  • 让NoSQL数据库对关系型数据库的不足进行弥补。

  • 一般会将数据存储在关系型数据库中，在nosql数据库中备份存储关系型数据库的数据

主流的NOSQL产品

  • 键值(Key-Value)存储数据库
    • 相关产品： Tokyo Cabinet/Tyrant、Redis、Voldemort、Berkeley DB
    • 典型应用： 内容缓存，主要用于处理大量数据的高访问负载。
    • 数据模型： 一系列键值对
    • 优势： 快速查询
    • 劣势： 存储的数据缺少结构化
  • 列存储数据库
    • 相关产品：Cassandra, HBase, Riak
    • 典型应用：分布式的文件系统
    • 数据模型：以列簇式存储，将同一列数据存在一起
    • 优势：查找速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展
    • 劣势：功能相对局限
  • 文档型数据库
    • 相关产品：CouchDB、MongoDB
    • 典型应用：Web应用（与Key-Value类似，Value是结构化的）
    • 数据模型： 一系列键值对
    • 优势：数据结构要求不严格
    • 劣势： 查询性能不高，而且缺乏统一的查询语法
  • 图形(Graph)数据库
    • 相关数据库：Neo4J、InfoGrid、Infinite Graph
    • 典型应用：社交网络
    • 数据模型：图结构
    • 优势：利用图结构相关算法。
    • 劣势：需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案。

什么是Redis

Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库，官方提供测试数据，50个并发执行100000个请求,读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s ，且Redis通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如下：

  1. 字符串类型 string
  2. 哈希类型 hash
  3. 列表类型 list
  4. 集合类型 set
  5. 有序集合类型 sortedset

  • redis的应用场景

    • 缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）
    • 聊天室的在线好友列表
    • 任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
    • 应用排行榜
    • 网站访问统计
    • 数据过期处理（可以精确到毫秒）
    • 分布式集群架构中的session分离

下载安装

  1. 官网：https://redis.io
    1. 中文网：http://www.redis.net.cn/

    2. 解压直接可以使用：

      1. redis.windows.conf：配置文件
      2. redis-cli.exe：redis的客户端
      3. redis-server.exe：redis服务器端

命令操作

redis的数据结构

  • redis的数据结构

  1. redis存储的是：kye,value格式的数据，其中key都是字符串，value有5中不同的数据结构
    1. value的数据结构：
      1. 字符串类型：string
      2. 哈希类型：hash：map格式
      3. 列表类型：list：linkedlist格式。支持重复元素
      4. 集合类型：set：不允许重复元素
      5. 有序集合类型 sortedset：不允许重复元素，且元素有顺序

字符串类型:string

  1. 存储：set key value
  2. 获取：get key
  3. 删除：del key
  • 示例：
127.0.0.1:6379> set username zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> get username
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> del username
(integer) 1

哈希类型:hash(map格式)

  1. 存储：hset key field value
  2. 获取：
    1. hget key field：获取指定的 field 对应的值
    2. hgetall key：获取所有的 field 和 value
  3. 删除：hdel key field
  • 示例：
127.0.0.1:6379> hset myhash username lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget myhash username
"lisi"
127.0.0.1:6379> hset myhash password 123
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall myhash
1) "username"
2) "lisi"
3) "password"
4) "123"
127.0.0.1:6379> hdel myhash password

列表类型:list(linkedlist格式)

  • 简单的字符串列表，按照插入顺序排序。
  • 允许元素重复。
  • 你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。
  • 列表类型的数据结构

  1. 添加：
    1. lpush key value：将元素加入列表左边
    2. rpush key value：将元素加入列表右边
  2. 获取：
    • lrange key start end：范围获取
  3. 删除：
    1. lpop key：删除列表最左边的元素，并将元素返回
    2. rpop key：删除列表最右边的元素，并将元素返回
  • 示例：
127.0.0.1:6379> lpush myList a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush myList b
(integer) 2
127.0.0.1:6379> rpush myList c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1
1) "b"
2) "a"
3) "c"
127.0.0.1:6379> lpop myList
"b"
127.0.0.1:6379> rpop myList
"c"
127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1
1) "a"

集合类型:set

  • 不允许重复元素
  1. 存储：sadd key value
  2. 获取：smembers key：获取set集合中的所有元素
  3. 删除：srem kye value：删除set集合中的某个元素
  • 示例：
127.0.0.1:6379> sadd myset a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset a
(integer) 0
127.0.0.1:6379> sadd myset b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "c"
2) "a"
3) "b"
127.0.0.1:6379> srem myset a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "c"
2) "b"

有序集合类型:sortedset

  • 不允许重复元素，且元素有顺序
  1. 存储：zadd key score value
  2. 获取：zrange key start end
  3. 删除：zrem key value
  • 示例：
127.0.0.1:6379> zadd mysort 80 zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 60 lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd mysort 70 wangwu
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1
1) "lisi"
2) "wangwu"
3) "zhangsan"
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
1) "lisi"
2) "60"
3) "wangwu"
4) "70"
5) "zhangsan"
6) "80"
127.0.0.1:6379> zrem mysort zhangsan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
1) "lisi"
2) "60"
3) "wangwu"
4) "70"
127.0.0.1:6379> zadd mysort 600 lisi
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrange mysort 0 -1 withscores
1) "wangwu"
2) "70"
3) "lisi"
4) "600"

通用命令

  1. keys *：查询所有的键
  2. type key：获取键对应的 value 的类型
  3. del key：删除指定的 key、value
  • 示例
127.0.0.1:6379> keys *
1) "mysort"
2) "myset"
3) "myhash"
4) "myList"
127.0.0.1:6379> type myList
list
127.0.0.1:6379> type myhash
hash
127.0.0.1:6379> del myset
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "mysort"
2) "myhash"
3) "myList"

持久化

  1. redis是一个内存数据库，当redis服务器重启后，或者电脑重启后，数据会丢失，我们可以将redis内存中的数据持久化保存到硬盘的文件中。

  2. redis持久化机制：

    1. RDB：默认方式，不需要进行配置，默认就是这种机制

      在一定的时间间隔中，检测key的变化情况，然后持久化数据

      1. 编辑redis.windows.conf文件
      # after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed
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
      1. 修改之后，要重新启动redis服务器，并指定配置文件名称
        • redis-server.exe redis.windows.conf

    2. AOF：日志记录的方式，可以记录每一条命令的操作。可以每一次命令操作后，持久化数据（类似于mysql数据库）

      1. 编辑redis.windows.conf文件
        • appendonly no # （关闭aof）--> appendonly yes（开启aof）
      # appendfsync always：每一次操作都进行持久化
appendfsync everysec # 每一秒进行一次持久化
# appendfsync no # 不进行持久化
      1. 修改之后，要重新启动redis服务器，并指定配置文件名称
      • redis-server.exe redis.windows.conf

Java客户端:Jedis

概述

  • Jedis：一款java操作redis数据库的工具

  • 使用步骤：

    1. 下载jedis的jar包
    2. 使用
        @Test
    public void test1() {
        // 1.获取连接
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        // 2.操作
        jedis.set("username", "zhangsan");
        // 3.关闭连接
        jedis.close();
    }

Jedis操作redis中的数据结构

字符串类型 string

  • 示例：
    /**
     * string操作
     */
    @Test
    public void test2() {
        Jedis jedis = new Jedis(); // 如果使用空参构造，默认值"localhost",6379端口
        jedis.set("username", "zhangsan");
        String username = jedis.get("username");
        System.out.println(username);
        /*
            setex()：可以指定存储的过期时间,到期自动删除
            将activecode,haha，键值对存入redis，并且20秒后会自动删除该键值对
         */
        jedis.setex("activecode", 20, "haha");
        // 关闭连接
        jedis.close();
    }

哈希类型 hash(map格式)

  • 示例：
    /**
     * 操作hash类型
     */
    @Test
    public void test3() {
        // 1.获取连接
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2.存储
        jedis.hset("user", "name", "lisi");
        jedis.hset("user", "age", "21");
        jedis.hset("user", "gender", "male");

        // 3.获取
        String name = jedis.hget("user", "name");
        System.out.println(name);

        // 4.删除
        jedis.hdel("user", "gender");

        // 5.遍历
        Map<String, String> user = jedis.hgetAll("user");
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = user.entrySet();
        for (Map.Entry<String, String> entry : entrySet) {
            String key = entry.getKey();
            String value = entry.getValue();
            System.out.println(key + ":" + value);
        }
        // 关闭连接
        jedis.close();
    }

列表类型 list(linkedlist格式)

  • 示例：
    /**
     * 列表list操作,相当于linkedlist
     */
    @Test
    public void test4() {
        // 1.获取redis数据库连接
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2.操作
        // list存储
        jedis.lpush("mylist", "a", "b", "c");
        jedis.rpush("mylist", "a", "b", "c");
        // list范围获取
        List<String> mylist = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
        System.out.println(mylist);
        // list 弹出
        String ele1 = jedis.lpop("mylist");
        String ele2 = jedis.rpop("mylist");

        System.out.println(ele1);
        System.out.println(ele2);
        
        List<String> myList2 = jedis.lrange("mylist", 0, -1);
        System.out.println(myList2);
        // 关闭连接
        jedis.close();
    }

集合类型 set

  • 示例：
    /**
     * 集合类型 set
     */
    @Test
    public void test5() {
        // 1.获取连接
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2.操作
        // set 存储
        jedis.sadd("myset", "孙悟空");
        jedis.sadd("myset", "亚瑟");
        jedis.sadd("myset", "后羿");

        // set 删除
        jedis.srem("myset", "亚瑟");

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

        // 3.关闭连接
        jedis.close();
    }

有序集合 sortedset

  • 示例
    /**
     * 有序集合 sortedset
     */
    @Test
    public void test6() {
        // 1.获取连接
        Jedis jedis = new Jedis();
        // 2.操作
        // sortedset 添加
        jedis.zadd("mysortedset", 5, "孙悟空");
        jedis.zadd("mysortedset", 10, "周元");
        jedis.zadd("mysortedset", 100, "萧炎");
        // sortedset 删除
        jedis.zrem("mysortedset", "孙悟空");
        // sortedset 获取
        Set<String> mysortedset = jedis.zrange("mysortedset", 0, -1);
        System.out.println(mysortedset);
        // 3.关闭连接
        jedis.close();
    }

jedis连接池: jedisPool

  • 使用：
    1. 创建JedisPoo连接池对象
    2. 调用方法getResource()方法获取Jedis连接
  • 示例：
    /**
     * jedis连接池 jedisPool
     */
    @Test
    public void test7() {
        // 0.创建一个配置对象
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(50);
        config.setMaxIdle(10);

        // 1.创建Jedis连接池对象
        JedisPool jedisPool = new JedisPool(config, "localhost", 6379);
        // 2.获取连接
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        // 3.使用
        jedis.set("username", "lisi");
        // 4.归还连接
        jedis.close();
    }

jedis连接池工具类

  • jedis.properties
host=127.0.0.1
port=6379
maxTotal=50
maxIdle=10
  • jedis.properties详细配置
#最大活动对象数     
redis.pool.maxTotal=1000    
#最大能够保持idel状态的对象数      
redis.pool.maxIdle=100  
#最小能够保持idel状态的对象数   
redis.pool.minIdle=50    
#当池内没有返回对象时，最大等待时间    
redis.pool.maxWaitMillis=10000    
#当调用borrow Object方法时，是否进行有效性检查    
redis.pool.testOnBorrow=true    
#当调用return Object方法时，是否进行有效性检查    
redis.pool.testOnReturn=true  
#“空闲链接”检测线程，检测的周期，毫秒数。如果为负值，表示不运行“检测线程”。默认为-1.  
redis.pool.timeBetweenEvictionRunsMillis=30000  
#向调用者输出“链接”对象时，是否检测它的空闲超时；  
redis.pool.testWhileIdle=true  
# 对于“空闲链接”检测线程而言，每次检测的链接资源的个数。默认为3.  
redis.pool.numTestsPerEvictionRun=50  
#redis服务器的IP    
redis.ip=xxxxxx  
#redis服务器的Port    
redis1.port=6379
  • JedisPoolUtils工具类
package indi.szj.jedis.util;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
import java.util.ResourceBundle;

/**
 * JedisPool工具类
 * 用于加载配置文件，读取配置文件的参数
 * 提供获取连接的方法
 */
public class JedisPoolUtils {

    private static JedisPool jedisPool;

    // 只要该类一加载，就读取配置文件
/*
    static {
        // 创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        InputStream is = JedisPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jedis.properties");
        System.out.println(is);
        try {
            // 关联文件
            pro.load(is);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 获取数据，设置到JedisPoolConfig对象中
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        String maxTotal = pro.getProperty("maxTotal");
        String maxIdle = pro.getProperty("maxIdle");
        // 设置配置对象数据
        config.setMaxIdle(Integer.parseInt(maxIdle));
        config.setMaxTotal(Integer.parseInt(maxTotal));
        // 初始化连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(config, pro.getProperty("host"), Integer.parseInt(pro.getProperty("port")));
    }
*/

    /**
     * ResourceBundle属于java.util.ResourceBundle包
     *      专门处理properties文件
     *      不用new，可直接使用--->ResourceBundle.getBundle("config");
     *      getBundle(String baseName)方法中baseName就是配置文件名，我们这里是config
     *      getBundle(String baseName)方法获取的对象有getString(String key)方法
     *      getString(String key)方法可获取配置文件中的值，key就是配置文件key的名字
     *      因为获取的值都是String形式，所以要转换一下-->Integer
     */

    static {
        ResourceBundle jedis = ResourceBundle.getBundle("jedis");
        int maxTotal = Integer.parseInt(jedis.getString("maxTotal"));
        int maxIdle = Integer.parseInt(jedis.getString("maxIdle"));
        int port = Integer.parseInt(jedis.getString("port"));
        String host = jedis.getString("host");

        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        config.setMaxTotal(maxTotal);
        config.setMaxIdle(maxIdle);

        jedisPool = new JedisPool(config, host, port);
    }

    /**
     * 获取连接对象的方法
     *
     * @return
     */
    public static Jedis getJedis() {
        return jedisPool.getResource();
    }

    /**
     * 释放资源
     * 归还连接对象
     *
     * @param jedis
     */
    public static void close(Jedis jedis) {
        if (jedis != null) {
            jedis.close();
        }
    }

    /**
     * 释放连接池对象
     *
     * @param pool
     */
    public static void close(JedisPool pool) {
        if (pool != null) {
            pool.close();
        }
    }

}
  • test
    @Test
    public void test8() {
        // 通过连接池工具获取
        Jedis jedis = JedisPoolUtils.getJedis();
        // 使用
        jedis.set("msg", "java");
        // 归还
        JedisPoolUtils.close(jedis);
    }

案例

案例需求：

  1. 提供index.html页面，页面中有一个省份 下拉列表
  2. 当 页面加载完成后 发送ajax请求，加载所有省份
  • 注意：使用redis缓存一些不经常发生变化的数据。
    • 数据库的数据一旦发生改变，则需要更新缓存。
      • 数据库的表执行 增删改的相关操作，需要将redis缓存数据情况，再次存入
      • 在service对应的增删改方法中，将redis数据删除。
标签
Redis
jedis
nosql
连接池技术
redis分布式
数据库对象
对象存储
关系型数据库
连接池
string
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