Redis总结

BolunWu

1.Redis介绍

redis是一个key-value存储系统。和Memcached类似,它支持存储的value类型相对更多,包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash(哈希类型)。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。在此基础上,redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。
Redis 是一个开源(BSD许可)的,内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构,如 字符串(strings), 散列(hashes), 列表(lists), 集合(sets), 有序集合(sorted sets) 与范围查询, bitmaps, hyperloglogs 和 地理空间(geospatial) 索引半径查询。 Redis 内置了 复制(replication),LUA脚本(Lua scripting), LRU驱动事件(LRU eviction),事务(transactions) 和不同级别的 磁盘持久化(persistence), 并通过 Redis哨兵(Sentinel)和自动 分区(Cluster)提供高可用性(high availability)。

Redis常见用法

1.Redis可以当做缓存使用
2.Redis可以当做数据库验证码使用
3.Redis可以当做消息中间件

1.1Redis安装

1)解压安装包
[root@localhost src]# tar -zxvf redis-5.0.4.tar.gz

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2)安装Redis
说明:在Redis根目录执行命令
1.make
2.make install

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1.2修改Redis配置文件

命令:展现行号:set nu

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修改位置1:注释IP绑定

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修改位置2:关闭保护模式

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修改位置3:开启后台启动

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1.3redis服务命令

1.启动命令:redis-server redis.conf
2.检索命令:ps-ef | grep redis
3.进入客户端:redis-cli -p 6379

4.关闭redis:kill-9 PID号 | redis-cli -p 6379 shutdown

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2.Redis入门案例

2.1引入jar包文件

        <!--spring整合redis -->
        <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.data</groupId>
            <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
        </dependency>

2.2编辑测试API

package com.jt.test;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class TestRedis {

    /**
     * 1.测试redis程序链接是否正常
     * 步骤:
     *      1.实例化jedis工具API对象(host:port)
     *      2.根据实例 操作redis  方法就是命令
     *
     * 关于链接不通的说明:
     *      1.检查Linux防火墙
     *      2.检查Redis配置文件修改项
     *          2.1 IP绑定
     *          2.2 保护模式
     *          2.3 后台启动
     *      3.检查redis启动方式  redis-server redis.conf
     *      4.检查IP 端口 及redis是否启动...
     *
     *      */
    @Test
    public void test01(){
        String host = "192.168.126.129";
        int port = 6379;
        Jedis jedis = new Jedis(host,port);
        jedis.set("cgb2006","好好学习 天天向上");
        System.out.println(jedis.get("cgb2006"));

        //2.练习是否存在key
        if(jedis.exists("cgb2006")){
            jedis.del("cgb2006");
        }else{
            jedis.set("cgb2006", "xxxx");
            jedis.expire("cgb2006", 100);
        }


    }
}

2.3Redis常见用法

2.3.1setex学习


/**
     * 2.需求:
     *      1.向redis中插入数据  k-v
     *      2.为key设定超时时间  60秒后失效.
     *      3.线程sleep 3秒
     *      4.获取key的剩余的存活时间.
     *
     *   问题描述: 数据一定会被删除吗??????
     *   问题说明: 如果使用redis 并且需要添加超时时间时 一般需要满足原子性要求.
     *   原子性:   操作时要么成功 要么失败.但是必须同时完成.
     */
    @Test
    public void test02() throws InterruptedException {
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.126.129",6379);
        jedis.setex("宝可梦", 60, "小火龙 妙蛙种子");
        System.out.println(jedis.get("宝可梦"));

       /* Jedis jedis = new Jedis("192.168.126.129",6379);
        jedis.set("宝可梦", "小火龙 妙蛙种子");
        int a = 1/0;    //可能会出异常
        jedis.expire("宝可梦", 60);
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println(jedis.ttl("宝可梦"));*/
    }

2.3.2setnx学习

/**
     * 3.需求如果发现key已经存在时 不修改数据.如果key不存在时才会修改数据.
     *
     */
    @Test
    public void test03() throws InterruptedException {
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.126.129", 6379);
        jedis.setnx("aaaa", "测试nx的方法");
        /*if(jedis.exists("aaa")){
            System.out.println("key已经存在 不做修改");
        }else {
            jedis.set("aaa", "测试数据");
        }*/
        System.out.println(jedis.get("aaaa"));
    }

2.3.3set超时时间原子性操作

 /**
     * 需求:
     *  1.要求用户赋值时,如果数据存在则不赋值.  setnx
     *  2.要求在赋值操作时,必须设定超时的时间 并且要求满足原子性 setex
     */
    @Test
    public void test04() throws InterruptedException {
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.126.129", 6379);
        SetParams setParams = new SetParams();
        setParams.nx().ex(20);
        jedis.set("bbbb", "实现业务操作AAAA", setParams);
        System.out.println(jedis.get("bbbb"));


    }

2.3.4list集合练习

  @Test
    public void testList() throws InterruptedException {
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.126.129", 6379);
        jedis.lpush("list", "1","2","3");
        System.out.println(jedis.rpop("list"));
    }

2.3.5redis事务控制

 @Test
    public void testTx() throws InterruptedException {
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.126.129", 6379);
        //1.开启事务
        Transaction transaction = jedis.multi();
        try {
            transaction.set("aa", "aa");
            //提交事务
            transaction.exec();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            //回滚事务
            transaction.discard();
        }
    }

3.1常规锁操作

3.1.1超卖的原因

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3.1.2同步锁的问题

说明同步锁只能解决tomcat内部问题,不能解决多个tomcat并发问题

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3.1.3分布锁机制

思想
1.锁应该使用第三方操作,锁应该共用
2.原则:如果锁正在被人使用时,其他用户不能操作
3.策略:用户向redis中保存一个key,如果redis中有key表示正在有人使用这把锁,其他用户不允许操作,redis中没有key,则表示可以使用这把锁.
4.风险:如何解决死锁问题,设置超时时间.

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3.SpringBoot整合Redis

3.1编辑配置文件redis.pro

说明:由于该配置被其他项目共同使用,则应该写入jt-common中.

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3.2编辑配置类

说明:编辑redis配置类将Jedis对象交给Spring容器管理
@Configuration
@PropertySource("classpath:/properties/redis.properties")
public class JedisConfig {

    @Value("${redis.host}")
    private String host;
    @Value("${redis.port}")
    private Integer port;

    @Bean
    public Jedis jedis(){

        return new Jedis(host,port);
    }
}

3.3对象与JSON转化 ObjectMapper介绍

3.3.1简单对象转化

/**
     * 测试简单对象的转化
     */
    @Test
    public void test01() throws JsonProcessingException {
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        ItemDesc itemDesc = new ItemDesc();
        itemDesc.setItemId(100L).setItemDesc("商品详情信息")
                .setCreated(new Date()).setUpdated(new Date());
        //对象转化为json
        String json = objectMapper.writeValueAsString(itemDesc);
        System.out.println(json);

        //json转化为对象
        ItemDesc itemDesc2 = objectMapper.readValue(json, ItemDesc.class);
        System.out.println(itemDesc2.getItemDesc());
    }

3.3.2集合对象转化

 /**
     * 测试集合对象的转化
     */
    @Test
    public void test02() throws JsonProcessingException {
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        ItemDesc itemDesc = new ItemDesc();
        itemDesc.setItemId(100L).setItemDesc("商品详情信息1")
                .setCreated(new Date()).setUpdated(new Date());
        ItemDesc itemDesc2 = new ItemDesc();
        itemDesc2.setItemId(100L).setItemDesc("商品详情信息2")
                .setCreated(new Date()).setUpdated(new Date());
        List<ItemDesc> lists = new ArrayList<>();
        lists.add(itemDesc);
        lists.add(itemDesc2);
        //[{key:value},{}]
        String json = objectMapper.writeValueAsString(lists);
        System.out.println(json);

        //将json串转化为对象
        List<ItemDesc> list2 = objectMapper.readValue(json, lists.getClass());
        System.out.println(list2);
    }

3.4编辑工具API

package com.jt.util;

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.jt.pojo.ItemDesc;
import org.springframework.util.StringUtils;

public class ObjectMapperUtil {

    /**
     * 1.将用户传递的数据转化为json串
     * 2.将用户传递的json串转化为对象
     */
    private static final ObjectMapper MAPPER = new ObjectMapper();

     //1.将用户传递的数据转化为json串
    public static String toJSON(Object object){

        if(object == null) {
            throw new RuntimeException("传递的数据为null.请检查");
        }

        try {
            String json = MAPPER.writeValueAsString(object);
            return json;
        } catch (JsonProcessingException e) {
            //将检查异常,转化为运行时异常
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    //需求: 要求用户传递什么样的类型,我返回什么样的对象  泛型的知识
    public static <T> T toObj(String json,Class<T> target){
        if(StringUtils.isEmpty(json) || target ==null){
            throw new RuntimeException("参数不能为null");
        }
        try {
           return  MAPPER.readValue(json, target);
        } catch (JsonProcessingException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

3.5商品分类的缓存实现

3.5.1实现步骤

1.定义Redis中的key key必须是唯一不能重复的,存取key="ITEM_CAT_PARENTID::70"
2.根据key去redis中进行查询 有数据 没有数据
3.没有数据 则查询数据库获取记录,之后将数据保存到redis中方便后续使用.
4.有数据 表示用户不是第一次查询 可以将缓存的数据直接返回即可.

3.5.2编辑ItemController

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3.5.3编辑ItemCatService

@Override
    public List<EasyUITree> findItemCatListCache(Long parentId) {
        //0.定义公共的返回值对象
        List<EasyUITree> treeList = new ArrayList<>();
        //1.定义key
        String key = "ITEM_CAT_PARENTID::"+parentId;
        //2.检索redis服务器,是否含有该key

        //记录时间
        Long startTime = System.currentTimeMillis();
        if(jedis.exists(key)){
            //数据存在
            String json = jedis.get(key);
            Long endTime = System.currentTimeMillis();
            //需要将json串转化为对象
            treeList = ObjectMapperUtil.toObj(json,treeList.getClass());
            System.out.println("从redis中获取数据 耗时:"+(endTime-startTime)+"毫秒");
        }else{
            //3.数据不存在  查询数据库
            treeList = findItemCatList(parentId);
            Long endTime = System.currentTimeMillis();
            //3.将数据保存到缓存中
            String json = ObjectMapperUtil.toJSON(treeList);
            jedis.set(key, json);
            System.out.println("查询数据库 耗时:"+(endTime-startTime)+"毫秒");
        }
        return treeList;
    }

3.5.4使用Redis的速度差

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4.AOP实现Redis缓存

4.1自定义缓存注解

1.注解名称:cacheFind
2.属性参数
2.1key:应该由用户自己手动添加一般添加业务名称之后动态拼接形成唯一的key
2.2seconds:用户可以指定数据的超时时间
@Target(ElementType.METHOD) //注解对方法有效
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  //运行期有效
public @interface CacheFind {

    public String preKey();          //用户标识key的前缀.
    public int seconds() default 0;  //如果用户不写表示不需要超时. 如果写了以用户为准.
}

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4.2编辑CacheAOP

package com.jt.aop;

import com.jt.anno.CacheFind;
import com.jt.config.JedisConfig;
import com.jt.util.ObjectMapperUtil;
import org.aspectj.lang.JoinPoint;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.*;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.stereotype.Service;
import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

@Aspect     //我是一个AOP切面类
@Component  //将类交给spring容器管理
public class CacheAOP {

    @Autowired
    private Jedis jedis;

    /**
     * 切面 = 切入点 + 通知方法
     *        注解相关 + 环绕通知  控制目标方法是否执行
     *
     *  难点:
     *      1.如何获取注解对象
     *      2.动态生成key  prekey + 用户参数数组
     *      3.如何获取方法的返回值类型
     */
    @Around("@annotation(cacheFind)")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint,CacheFind cacheFind){
        Object result = null;
        try {
            //1.拼接redis存储数据的key
            Object[] args = joinPoint.getArgs();
            String key = cacheFind.preKey() +"::" + Arrays.toString(args);

            //2. 查询redis 之后判断是否有数据
            if(jedis.exists(key)){
                //redis中有记录,无需执行目标方法
                String json = jedis.get(key);
                //动态获取方法的返回值类型   向上造型  向下造型
                MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
                Class returnType = methodSignature.getReturnType();
                result = ObjectMapperUtil.toObj(json,returnType);
                System.out.println("AOP查询redis缓存");
            }else{
                //表示数据不存在,需要查询数据库
                result = joinPoint.proceed();  //执行目标方法及通知
                //将查询的结果保存到redis中去
                String json = ObjectMapperUtil.toJSON(result);
                //判断数据是否需要超时时间
                if(cacheFind.seconds()>0){
                    jedis.setex(key,cacheFind.seconds(),json);
                }else {
                    jedis.set(key, json);
                }
                System.out.println("aop执行目标方法查询数据库");
            }

        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        return result;
    }

}

5.关于Redis配置说明

5.1关于Redis持久化说明

redis默认条件下支持数据的持久化操作,当redis中有数据时会定期将数据保存到磁盘中,当redis服务器重启时,会根据配置文件读取指定的持久化文件.实现内存数据的恢复.

5.2持久化方式介绍

5.2.1RDB模式

特点

1.RDB模式是redis的默认的持久化策略.
2.RDB模式记录的是Redis内存数据的快照,最新的快照会覆盖之前的内容,所有RDB持久化文件占用空间更小,持久化效率高.
3.RDB模式由于是定期持久化,所以可能导致数据丢失.

命令:

1. save 要求立即马上持久化 同步的操作 其他的redis操作会陷入阻塞的状态.
2. bgsave 开启后台运行 异步的操作 由于是异步操作,所以无法保证rdb文件一定是最新的需要等待.

配置

1.持久化文件名称:

image

2.持久化文件位置:

image

3.RDB模式持久化策略

image

5.2.2AOF模式

特点:

1.AOF模式默认条件下是关闭的,需要用户手动开启

image

2.AOF模式是异步操作 记录的是用户的操作过程可以防止用户数据的丢失.
3.由于AOF模式记录的是程序的运行状态,所以持久化文件较大,恢复数据的时间长,需要人为的优化持久化文件.

配置:

image

5.2.3关于持久化操作的总结

1.如不不允许数据丢失采用AOF模式
2.如果追求追求效率,运行少量数据丢失 采用RDB模式
3.如果既要保证效率 又要保证数据 则配置redis的集群 主机使用RDB 从机使用AOF

5.3关于Redis的内存策略

5.3.1关于内存策略的说明

说明:Redis数据的存储都在内存中,如果一直想内存中存储数据,必然会导致内存数据的溢出.

解决方式

1.尽可能为保存在redis中的数据添加超时时间.
2.利用算法优化旧数据

5.3.2LRU算法

特点:最好用的内存优化方法.
LRU是Least Recently Used的缩写,即最近最少使用,是一种常用的页面置换算法,选择最近最久未使用的页面予以淘汰.该算法赋予每个页面一个访问字段,用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间t,当必须淘汰一个页面时,选择现有页面中t值最大的,即最近最少使用被淘汰.

5.3.3LFU算法

LFU(least frequently used (LFU) page-replacement algorithm)。即最不经常使用页置换算法,要求在页面置换引用计数最小的页,因为经常使用的页应该有一个较大的使用次数.但是有些页开始时使用次数最多,但是以后就不再使用,这类页将会长时间留在内存中,因此可以将引用计数寄存器定时右移一位,形成指数衰减的平均使用次数.
维度:使用次数.

5.3.4 RANDOM算法

随机删除数据

5.3.5TTL算法

把设定了超时时间的数据将要移除的提前删除算法.

5.3.6Redis内存数据优化

1.volatile-lru 设定了超时时间的数据采用lru算法
2.allkeys-lru 所有的数据采用LRU算法
3.volatile-lfu 设定了超时时间的数据采用lfu算法删除
4.allkeys-lfu 所有数据采用lfu算法删除
5.volatile-random 设定超时时间的数据采用随机算法
6.allkeys-random 所有数据的随机算法
7.volatile-ttl 设定超时时间的数据的TTL算法
8.noeviction 如果内存溢出了 则报错返回. 不做任何操作. 默认值

image

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