Redis
NoSql数据库
概述
NoSql（Not only sql） ,不仅仅是sql,泛指非关系型数据库
NoSql不依赖业务逻辑方式存储，而已简单的key-value方式存储。因此大大增加了数据库的拓展能力
- 不支持sql标准
- 不支持ACID
- 远超sql的性能
打破了传统关系型数据库以业务逻辑为依据的存储模式，而针对不同数据结构类型改为以性能为最优先的存储方式
Redis
- Redis是一个开源的key-value存储系统
- 支持的value类型有string,list(链表),set(集合)，zset（有序集合）和hash(hash类型)
Redis的安装
- 下载redis安装包，上传到Linux服务器中，/opt目录
- 安装gcc编译器
- yum install gcc
- 测试gcc环境
gcc --version
- 解压缩 tar -zxvf [redis文件名]，完成后进入
cd [redis文件名] - 在redis文件下执行
make命令（编译文件） - 编译完成后执行
make install,安装redis,默认安装目录/usr/local/bin
查看默认安装目录
-
redis-benchmark：性能测试工具 -
redis-check-aof：修复有问题的aof文件 -
redis-check-dump：修复有问题的dump.rdb文件 -
redis-sentinel：Redis集群使用 - redis-server：Redis服务器启动命令
- redis-cli：客户端，操作入口
Redis的启动
前台启动
直接在安装目录下使用redis -server
后台启动
- 复制
opt/redis-6.2.5/redis.conf文件到etc目录中，使用cp /opt/redis-6.2.5/redis.conf /etc - 在etc目录下使用
vi编辑redis.conf文件 - 按下
/查找字符串daemonize,把no改成yes,使用:wq!（强制保存退出命令）退出 - 使用
redis-server /etc/redis.conf后台启动redis ps -ef | grep redis查看后台
Redis关闭
单实例关闭：redis-cli shutdown 进入终端后关闭：shutdown/exit
Redis相关
- 默认端口号6379(Merz)
- 默认16个数据库，下标从0开始，初始默认使用0号库
- 使用
select [index]切换数据库 - Redis是单线程+多路IO复用技术
Redis键（Key）
-
keys *：查看当前库中的所有key -
exists key：判断某个key是否存在 -
type key：查看key是什么类型 -
del key：直接删除key -
unlink key:删除key，异步删除，仅仅将keys从keyspace元数据中删除，真正的删除会在后续异步操作 -
expire key 10：为给定的key设置过期时间，10秒 -
ttl key：查看key还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已经过期 -
select [index]：切换数据库 -
dbsize：查看当前数据库的key的数量 -
flushdb：清空当前库 -
flushall：通杀全部数据库
Redis常用5大数据类型
Redis字符串（String）
String类型是二进制安全的。意味着Redis的String可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化对象。
String类型是Redis最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是512M
常用命令
set [key] [value]：设置键值对get [key]：查询对应键值append [key] [value]：将给定的value追加到原值的末尾strlen [key]：获取值的长度setnx [key] [value]：只有在key不存在时，设置key的值incr [key]：将key中的value值加1;只能对数字值操作，如果为空，新增值为1decr [key]：将key中的值减1;只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1incrby/decrby [key] [步长]：将key中存储的数字值增减，自定义步长
原子性：指不会被线程机制打断的操作
- Java中的i++不是原子操作
- i=0;两个线程分别对i进行++100次，值[2,200]
mset [key1][value1][key2][value2]...：同时设置一个或多个key-value对mget [key1][key2]...：同时获取一个或多个valuemsetnx [key1][value1][key2][value2]...：同时设置一个或多个key-value对，当且仅当所有给定的key不存在getrange [key] [起始位置][结束位置]：获取值的范围，类似java中的substringsetrange [key][起始位置][value]：用value覆写key中所存储的字符串值，从起始位置开始setex [key] [过期时间] [value]：设置键值的同时，设置过期时间，单位秒getset [key] [value]：设置新值同时获取旧值
Redis列表(List)
简介
- 单键多值
- Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序
- 底层是双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能可能会较差
常见命令
lpush/rpush [key] [value1] [value2]...：从左边或者右边插入一个或多个值lpop/rpop：从左边或者右边吐出一个值。值在键在，值光键亡rpoplpush [key1] [key2]：从k1列表右边吐出一个值到k2列表左边lrange [key] [startIndex] [stopIndex]：按照索引下标获得元素（0 -1 代表取出所有的值）lindex [key] [index]：按照索引下标获得元素（从左到右）llen [key]：获取列表长度linsert [key] before [value] [newvalue]：在value值前面添加新的newvaluelrem [key] n [value]：删除Key中n个value（从左到右）lset [key] [index] [value]：将列表key下标为index的值替换成value
数据结构
List的数据结构为快速链表quickList
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构就是ziplist,即压缩列表;当数据量比较多的时候才会改成quicklist
Redis集合（Set）
Redis set对外提供的功能和list类似，是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择
Redis的set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为空hash表，所以，添加删除查找的时间复杂度都是O(1)
常用命令
sadd [key] [value][value]：将一个或多个member元素加入到集合key中，已经存在的member元素会被忽略smembers [key]：取出该集合中所有的值sismember [key] [value]：判断集合key中是否含有该value值，有1没有0scard [key]：返回该集合的元素个数srem [key] [value] [value]：删除key中某个元素spop [key]：随机从该集合中吐出一个值srandmember [key] n：随机从集合中取n个值，不会从集合中删除smove [source] [destination] [value]：把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合sinter [key1] [key2]：返回两个集合的交集元素sunion [key1] [key2]：返回两个集合的并集元素sdiff [key1] [key2]：返回两个集合的差集元素(key1中的，不包含key2的)
Redis哈希(Hash)
Redis hash是一个键值对集合
Redis hash是一个string类型的filed和value的映射表，hash特别适合用于存储对象，类似Java中map<string,Object>
####常用命令hset [key] [filed] [value]：给key集合中的[filed]键赋值valuehget [key] [filed]：从key集合[filed]取出valuehmset [key] [field1] [value1] [field2] [value2]：批量设置hash的值hexists [key] [field]：查看hash表key中，给定域field是否存在hkeys [key]：列出该hash集合中所有的fieldhvals [key]：列出该hash集合中所有的valuehincrby [key] [field] [increment]：给key中field的值增加incrementhsetnx [key] [field] [value]：设置value值，当且仅当field不存在时
数据结构
Hash类型对应的数据结构是两种：ziplist(压缩列表),hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个数较少时，使用ziplist,否则使用hashtable
Redis有序集合ZSet
Redis有序集合zset是一个没有重复元素的字符串集合
有序集合的每个成员都关联了一个评分(score)，这个评分被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复的
常用命令
zadd [key] [score1][value1] [score2][value2]：将一个或多个member元素及其score值加入到有序集Key中zrange [key] [start][stop] [withsocres]：返回有序集合中,下标在start到stop之间的元素，带withscores可以让分数和值一起返回到集合中zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]：返回有序集合中，所有score值介于Min和max之间（包括min和max）的成员。有序集成员按score从小到大排列zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]：同上，改为从大到小排列zincrby [key] [increment] [value]：为元素的score加上增量zrem [key] [value]：删除该集合下，指定值的元素zcount [key] min max：统计该集合下，分数在min到max的元素个数zrank [key] [value]：返回该值在集合中的排名，从0开始
Redis的发布和订阅
Redis发布和订阅(pub/sub)是一种消息通信模式：发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息
Redis客户端可以订阅任意数量的频道
###发布订阅命令行实现
- 打开一个客户端订阅channel1
subscribe channel1 - 打开另一个客户端，给channel1发布消息hello
publish channel1 hello
Redis新数据类型
Bitmaps
合理地使用使用操作位能够有效地提高内存的使用率和开发效率
Redis提供了Bitmaps这个“数据类型”可以实现对位的操作
- Bitmaps本身不是一种数据类型，实际上他就是字符串（key-value），但是它可以对字符串的位进行操作
- Bitmaps单独提供了一套命令，所以在redis中使用bitmaps和使用字符串的方法不同。可以把bitmaps想象成一个以位为单位的数组，数组的每个单元只能存储1和0，数组的下标在bitmaps中叫做偏移量
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Y1xRyDq9-1634490966195)(images/微信截图_20210915193821.png)]
命令
setbit [key] [offset] [value]：设置bitmaps中某个偏移量的值(0或1)getbit [key] [offset]：获取bitmaps中某个偏移量的值bitcount [key] [start end]：统计字符串从start字节到end字节比特值为1的数量
注意：redis的setbit设置或者清除的是bit位置，而bitcount计算的是byte位置bitop and(or/not/xor) [destkey] [key...]：bitop是一个复合操作，它可以做多个bitmaps的and（交集），or(并集),not(非),xor(异或)操作并将结果保存到destkey中
HyperLogLog
Redis HyperLogLog是用来做基数统计的算法，HyperLogLog的优点是在输入元素的数量和体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定的，并且很小很小。但是，因为HyperLogLog只会根据输入的元素来计算基数，而不会存储输入元素本身，所以HyperLogLog不能像集合那样，返回输入的各个元素。
基数：比如数据集{1,3,4,5,5,7,9,9},那么数据集的基数集为{1,3,4,5,7,9},基数（不重复元素）为6.基数估计就是在误差可接受的范围内，快速计算基数
命令
pfadd [key] [element]：添加指定元素到HyperLogLog中pfcount [key]：计算近似基数pfmerge [destkey] [sourcekey]..：将一个或者多个HLL合并后的结果存储到另一个HLL中，比如每月活跃用户可以使用每天的活跃用户来合并计算可得
Geospatial
Redis3.2 中增加了对GEO类型的支持。GEO,Geographic,地理信息的缩写。该类型就是元素的2维坐标，在地图上就是经纬度。redis基于该类型，提供了经纬度设置，查询，范围查询，距离查询，经纬度hash等常见操作
命令
geoadd [key] longitude latitude member：添加地理位置（精度，维度，名称）geopos [key] member..：获取指定地区的坐标值geodist key member1 member2 m/km/ft/mi：获取两个位置之间的直线距离
Redis案例-模拟验证码发送
分析
输入手机号，点击发送后随机生成6位数字码，2分钟有效
- 生成6位数字码，使用Ramdom
- 2分钟有效，把验证码放到redis中，设置过期时间120秒
输入验证码，点击验证，返回成功或失败
- 判断一致，从redis中获取验证码和输入的验证码进行比对
每个手机号每天只能输入3次
- incr 每次发送加1
- 大于2时，提交不能发送
public class PhoneCode {
public static void main(String[] args) {
//模拟验证码发送
verifyCode("13767152962");
//验证
//getRedisCode("13767152962","301620");
}
//1.创建6位随机验证码
public static String getCode(){
Random random = new Random();
String code = "";
for (int i=0;i<6;i++){
int code_int = random.nextInt(10);
code += code_int;
}
return code;
}
//2.每个手机每天只能发送三次验证码到redis中，设置过期时间120s
public static void verifyCode(String phone){
//获取redis的连接
Jedis jedis = new Jedis("120.25.224.173", 6379);
jedis.auth("xhh1999.02.10");
//手机发送次数key
String countKey = "VerifyCode"+phone+":count";
//手机验证阿门key
String codeKey = "VerifyCode"+phone+":code";
//每天只能发送三次
String count = jedis.get(countKey);
if (count == null){
//说明没有发送次数
jedis.setex(countKey,24*60*60, String.valueOf(1));
}else if (Integer.parseInt(count) <= 2){
jedis.incr(countKey);
}else if (Integer.parseInt(count) > 2){
//发送三次，已经不能发送
System.out.println("已经发送三次了");
jedis.close();
return;
}
//发送验证码到redis中
String code = getCode();
jedis.setex(codeKey,120,code);
jedis.close();
}
//验证码校验
public static void getRedisCode(String phone,String code){
//获取redis的连接
Jedis jedis = new Jedis("120.25.224.173", 6379);
jedis.auth("xhh1999.02.10");
String redisCode = jedis.get("VerifyCode"+phone+":code");
if (code.equals(redisCode)){
System.out.println("成功");
}else{
System.out.println("失败");
}
jedis.close();
}
}
