Redis是一個(gè)開源，高級(jí)的鍵值存儲(chǔ)和一個(gè)適用的解決方案，用于構(gòu)建高性能，可擴(kuò)展的Web應(yīng)用程序。本文將概要介紹Redis的特性和語法，并以實(shí)例代碼的形式介紹如何通過Jedis在java語言環(huán)境下控制Redis，幫助各位讀者快速入門。

NoSQL概述

Redis是NoSQL數(shù)據(jù)庫的代表之一，那什么是NoSQL?

NoSQL = not only SQL，即非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

Why NoSQL？

和傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相比，NoSQL具有以下的優(yōu)勢(shì)：

• High Performance：高并發(fā)讀寫；
• Huge Storage: 海量數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和訪問；
• High Scalability & High Availability：高可擴(kuò)展和高可用性

NoSQL的分類：

• Key-Value，如Redis,快速查詢，但是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)缺少結(jié)構(gòu)化；
• 列存儲(chǔ)，如HBase, 擴(kuò)展性強(qiáng)，查找速度快，但是功能局限；
• 文檔數(shù)據(jù)庫，如MongoDB，數(shù)據(jù)格式靈活，查詢性能不高，缺少統(tǒng)一的查詢語法；
• 圖形數(shù)據(jù)庫，如InfoGrid，基于圖的算法，但是不容易做分布式的查詢；

Redis概述

Redis是一個(gè)開源，高性能的鍵值對(duì)數(shù)據(jù)庫， 其優(yōu)點(diǎn)包括：

• 異常快 ：Redis非?？欤棵肟蓤?zhí)行大約110000次的設(shè)置(SET)操作，每秒大約可執(zhí)行81000次的讀取/獲取(GET)操作。
• 支持豐富的數(shù)據(jù)類型 ：Redis支持開發(fā)人員常用的大多數(shù)數(shù)據(jù)類型，例如列表，集合，排序集和散列等等。這使得Redis很容易被用來解決各種問題，因?yàn)槲覀冎滥男﹩栴}可以更好使用地哪些數(shù)據(jù)類型來處理解決。
• 操作具有原子性 ： 所有Redis操作都是原子操作，這確保如果兩個(gè)客戶端并發(fā)訪問，Redis服務(wù)器能接收更新的值。
• 多實(shí)用工具 ： Redis是一個(gè)多實(shí)用工具，可用于多種用例，如：
  1. 緩存；
  2. 任務(wù)隊(duì)列；
  3. 網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)；
  4. 數(shù)據(jù)過期處理；
  5. 應(yīng)用排行榜；
  6. 分布式集群的Session分離；

Redis與其他鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)

• Redis是鍵值數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不同進(jìn)化路線，它的值可以包含更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，可在這些數(shù)據(jù)類型上定義原子操作。

• Redis是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，但在磁盤數(shù)據(jù)庫上是持久的，因此它代表了一個(gè)不同的權(quán)衡，在這種情況下，在不能大于存儲(chǔ)器(內(nèi)存)的數(shù)據(jù)集的限制下實(shí)現(xiàn)非常高的寫和讀速度。

• 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它與磁盤上的相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比，復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在內(nèi)存中存儲(chǔ)表示更容易操作。 因此，Redis可以做很少的內(nèi)部復(fù)雜性。

Redis的安裝和使用

Redis的安裝是否簡(jiǎn)單，在Ubuntu上安裝Redis，打開終端并鍵入以下命令即可

sudo apt-get update 
sudo apt-get install redis-server

啟動(dòng)服務(wù)器：redis-server
啟動(dòng)客戶端：redis-cli
如果是Windows環(huán)境下，則參照以下文章：
http://download.csdn.net/download/fengxinyixiao/9860813
http://blog.csdn.net/joyhen/article/details/47358999

Jedis入門

Jedis是Redis官網(wǎng)首選的Java客戶端開發(fā)包.

Jedis是Redis官網(wǎng)首選的Java客戶端開發(fā)包

其GItHub地址為：
https://github.com/xetorthio/jedis

在Maven中，添加如下依賴即可使用：

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>2.9.0</version>
    <type>jar</type>
    <scope>compile</scope>
</dependency>

以下是官網(wǎng)是上給出的示例代碼，連接本地Redis，進(jìn)行操作.

    @Test
    public void ConnectionTest(){
        //1. Connecting to Redis server on localhost
        Jedis jedis = new Jedis("localhost");
        System.out.println("Connection to server sucessfully");
        //2. set the data in redis string
        jedis.set("username", "Roxin");
        //3. Get the stored data and print it
        System.out.println("Stored string in redis:: "+ jedis.get("username"));
        //4. Close the Redis connection;
        jedis.close();
    }

其中通過調(diào)用set方法來設(shè)置鍵值對(duì)，通過get方法獲取鍵值對(duì)。

除此之外，Jedis還提供連接池的方式控制連接

    @Test
    public void ConnectionPoolTest(){
        //連接池設(shè)定
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        //設(shè)定最大連接數(shù)
        config.setMaxTotal(30);
        //設(shè)置最大空閑連接數(shù)
        config.setMaxIdle(10);
        //創(chuàng)建連接池
        JedisPool jedisPool = new JedisPool(config, "127.0.0.1");
        //獲得服務(wù)資源
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        jedis.select(1);
        jedis.set("username", "Roxin By Jedis Pool");
        System.out.println(jedis.get("username"));
        jedis.close();
        jedisPool.close();
    }

Redis的數(shù)據(jù)類型

Redis中的數(shù)據(jù)類型有：

• 字符串（String）
• 列表（list）
• 有序集合(sorted set)
• 散列(hash)
• 集合(set)

無論哪種數(shù)據(jù)類型都需要為其設(shè)定鍵值Key，設(shè)置Key的注意點(diǎn)：

1. 不要太長(zhǎng)（<1024字節(jié)）；
2. 不要太短，有可讀性；
3. 統(tǒng)一命名規(guī)范；

String

Redis中的字符串是一個(gè)字節(jié)序列。Redis中的字符串是二進(jìn)制安全的，這意味著它們的長(zhǎng)度不由任何特殊的終止字符決定。因此，可以在一個(gè)字符串中存儲(chǔ)高達(dá)512兆字節(jié)的任何內(nèi)容。

除了上面提到的set/get方法，還有其他命令如下表：

Hash

相當(dāng)于Map，在Redis中，每個(gè)哈希(散列)可以存儲(chǔ)多達(dá)4億個(gè)鍵-值對(duì)。

Jedis示例代碼如下

    @Test
    public void HashTest(){
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();

        String hashKey = "hashKey";
        //hset設(shè)置一個(gè)鍵值對(duì)
        jedis.hset(hashKey,"user","Roxin");
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            map.put("field"+i,"value"+i);
        }
        //設(shè)置多個(gè)鍵值對(duì)
        jedis.hmset(hashKey,map);
        //獲得鍵值對(duì)的個(gè)數(shù)
        Long hlen = jedis.hlen(hashKey);
        System.out.println("Hash Size in redis:: "+hlen);
        assert hlen==11;
        //得到全部鍵值對(duì)
        List<String> user = jedis.hmget(hashKey, "user");
        System.out.println("Stored string in redis:: "+ user);
        assert user.get(0).equals("Roxin");

        //刪除鍵值
        jedis.del(hashKey);
        jedis.close();
    }

Redis關(guān)于Hash類型的常見命令如下表：

列表list

Redis列表只是字符串列表，按插入順序排序?？梢栽诹斜淼念^部或尾部添加Redis列表中的元素。

列表的最大長(zhǎng)度為2^32 - 1個(gè)元素(即4294967295，每個(gè)列表可存儲(chǔ)超過40億個(gè)元素)。

Jedis中示例代碼如下

   @Test
    public void ListTest(){
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String listKey = "LISTKEY";
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //從頭插入一個(gè)元素
            jedis.lpush(listKey,"L-value");
        }

        List<String> list = jedis.lrange(listKey, 0, -1);//從第一個(gè)到最后一個(gè),負(fù)數(shù)代表倒數(shù)第幾個(gè)
        assert list.size() == 10;

        assert "L-value".equals(jedis.rpop(listKey));//從尾部取出一個(gè)元素
        assert 9==jedis.llen(listKey);

        jedis.rpush(listKey,"R-valure");//從尾部加入一個(gè)元素
        jedis.lrem(listKey,2,"L-value");//刪除從左數(shù)2兩個(gè)"L-value"元素
        jedis.lrem(listKey,0,"L-value"); //0表示刪除全部"L-value"元素
        assert "R-valure".equals(jedis.lpop(listKey));//從頭部加入一個(gè)元素

        jedis.del(listKey);
        jedis.close();

    }

Redis中關(guān)于list的命令如下表：

需要特別說明下：
rpoplpush source destination 刪除列表中的最后一個(gè)元素，將其附加到另一個(gè)列表并返回，在消息隊(duì)列中，可以用于消息備份：當(dāng)消息被發(fā)布后，一個(gè)消息從主消息隊(duì)列中被取出，被放入到緩存隊(duì)列中，當(dāng)確認(rèn)發(fā)生成功之后，再將其徹底刪除，如果發(fā)送不成功，就恢復(fù)該消息。

rpoplpush

Set

Redis集合是唯一字符串的無序集合。 唯一值表示集合中不允許鍵中有重復(fù)的數(shù)據(jù)。

在Redis中設(shè)置添加，刪除和測(cè)試成員的存在(恒定時(shí)間O(1)，而不考慮集合中包含的元素?cái)?shù)量)。列表的最大長(zhǎng)度為2^32 - 1個(gè)元素(即4294967295，每組集合超過40億個(gè)元素)。

存儲(chǔ)Set的使用場(chǎng)景：

• 跟蹤唯一性數(shù)據(jù)
• 用于維護(hù)數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

Jedis的代碼示例：

   @Test
    public void SetTest(){
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String setKey1 = "SETKEY-1";
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //添加一個(gè)元素
            jedis.sadd(setKey1,"value-"+i);
        }

        assert 10 == jedis.scard(setKey1); //獲得元素個(gè)數(shù)
        jedis.sadd(setKey1,"value-1");//添加重復(fù)的元素將失效
        assert 10 == jedis.scard(setKey1);
        
        
        String s= jedis.srandmember(setKey1);//隨機(jī)獲取一個(gè)元素
        assert jedis.sismember(setKey1,s);//是否為集合成員

        String setKey2 = "SETKEY-2";
        for (int i = 1; i < 11; i++) {
            jedis.sadd(setKey2,"value-"+i);
        }

        assert jedis.sdiff(setKey1,setKey2).size() == 1;//補(bǔ)集
        assert jedis.sinter(setKey1,setKey2).size() == 9;//交集
        assert jedis.sunion(setKey1,setKey2).size() == 11;//并集

        jedis.del(setKey1,setKey2);
        jedis.close();
    }

Redis中關(guān)于Set的命令如下表：

Sorted-Set

Redis可排序集合類似于Redis集合，是不重復(fù)的字符集合。 不同之處在于，排序集合的每個(gè)成員都與分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)，這個(gè)分?jǐn)?shù)用于按最小分?jǐn)?shù)到最大分?jǐn)?shù)來排序的排序集合。雖然成員是唯一的，但分?jǐn)?shù)值可以重復(fù)。

Sorted-Set的使用場(chǎng)景：

• 大型在線游戲的積分排名；
• 構(gòu)建索引數(shù)據(jù)；

Jedis中的示例：

   @Test
    public void SortedSetTest(){
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String sortedSetKey = "SORTEDSETKEY";

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //添加一個(gè)元素
            jedis.zadd(sortedSetKey,i*10,"v-"+i);
        }
        assert 10 == jedis.zcard(sortedSetKey);//獲得集合中元素個(gè)數(shù)

        assert 20 == (jedis.zscore(sortedSetKey,"v-2"));//獲得集合中元素對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)

        Set<String> set = jedis.zrange(sortedSetKey, 0, -2);//從第一個(gè)到倒數(shù)第二個(gè)
        assert 9 == set.size() ;
        assert !set.contains("v-9");

        jedis.zincrby(sortedSetKey,20,"v-1");//讓元素的分?jǐn)?shù)增長(zhǎng)20

        assert 30 == jedis.zscore(sortedSetKey,"v-1");
        assert 3 == jedis.zcount(sortedSetKey,20,30);//獲得分?jǐn)?shù)段中元素個(gè)數(shù)

        jedis.del(sortedSetKey);
        jedis.close();
    }

Keys的通用操作

Jedis中關(guān)于鍵值操作的實(shí)例：

    @Test
    public void KeyTest(){
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String key = "TESTKEY-1";
        String key2 = "TESTKEY-2";

        jedis.set(key2,"");//設(shè)置鍵值
        jedis.rename(key2,key);//鍵值重命名

        System.out.println("Key Type:"+jedis.type(key));//鍵值的類型

        assert jedis.exists(key);//鍵值是否存在
        jedis.expire(key,1);//設(shè)置鍵值過期時(shí)間
        assert 1 == jedis.ttl(key);//查看鍵值過期時(shí)間

        try {
            Thread.sleep(2000);//睡眠2s
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        assert !jedis.exists(key);//鍵值已過期，不存在
    }

Redis中關(guān)于鍵值的其他命令：

KEYS pattern 查找與指定模式匹配的所有鍵：

• keys * 查看所有的key;
• keys xx? 模糊匹配key;

Redis的特性

多數(shù)據(jù)

提供16個(gè)數(shù)據(jù)庫（0-15），默認(rèn)為0號(hào)數(shù)據(jù)庫，可是通過select index選擇。

事務(wù)

和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫一樣，Redis也提供事務(wù)性操作：

1. DISCARD  丟棄在MULTI之后發(fā)出的所有命令（放棄事務(wù)，回滾）
   

2. EXEC 執(zhí)行MULTI后發(fā)出的所有命令(提交事務(wù))
3. MULTI 標(biāo)記事務(wù)塊的開始（開始事務(wù)）
4. UNWATCH 取消 WATCH 命令對(duì)所有 key 的監(jiān)視。
5. WATCH key [key …] 監(jiān)視給定的鍵以確定MULTI / EXEC塊的執(zhí)行

Redis中示例代碼如下：

   @Test
    public void TransactionTest(){
        //獲得服務(wù)資源
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();

        jedis.select(1);
        Transaction transaction = jedis.multi();//開啟事務(wù)
        transaction.set("username", "Roxin in transaction1");
        System.out.println(transaction.get("username"));
        transaction.exec();//提交事務(wù)
        System.out.println(jedis.get("username"));

        transaction = jedis.multi();//開啟事務(wù)
        transaction.set("username", "Roxin in transaction2");
        System.out.println(transaction.get("username"));
        transaction.discard();//撤銷事務(wù)
        
        System.out.println(jedis.get("username"));
        jedis.close();
    }

Redis持久化

Redis是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，但在磁盤數(shù)據(jù)庫上是持久化的，持久化的方式分為兩種：

• RDB：默認(rèn)方式，定時(shí)將內(nèi)存數(shù)據(jù)集快照寫入磁盤；
• AOF：以日志的方式，記錄所有操作；

RDB

優(yōu)勢(shì)

• 數(shù)據(jù)只存在一個(gè)文件中，便于數(shù)據(jù)歸檔和整理；
• 多線程啟動(dòng)，性能好；

劣勢(shì)

• 如果在兩次快照寫操作之間出現(xiàn)問題，將無法回復(fù)期間的數(shù)據(jù)；
• 多線程啟動(dòng)的時(shí)候，可能會(huì)有停頓；

配置文件為Redis按照目錄下的 redis.conf:

redis.conf 保存頻率的設(shè)施

這是配置文件設(shè)置內(nèi)存快照寫入磁盤的條件

#   In the example below the behaviour will be to save:
#   after 900 sec (15 min) if at least 1 key changed
#   after 300 sec (5 min) if at least 10 keys changed
#   after 60 sec if at least 10000 keys changed
save 900 1 
save 300 10
save 60 10000

數(shù)據(jù)文件被定義為dump.rdb，保存路徑為Redis的按照路徑。

# The filename where to dump the DB
dbfilename dump.rdb

# The working directory.
#
# The DB will be written inside this directory, with the filename specified
# above using the 'dbfilename' configuration directive.
#
# The Append Only File will also be created inside this directory.
#
# Note that you must specify a directory here, not a file name.
dir ./

Redis數(shù)據(jù)文件，只有一個(gè)數(shù)據(jù)文件

AOF

優(yōu)勢(shì)：

1. 更高的數(shù)據(jù)安全性，有三種數(shù)據(jù)同步策略：

   • 每秒同步，效率高，但是在一秒間隔內(nèi)斷電，未同步的數(shù)據(jù)會(huì)丟失；
   • 每次修改同步，性能低，但是安全；
   • 不同步；

2. 日志是追加（append）模式，即使有宕機(jī)，也不會(huì)用問題。 如果是數(shù)據(jù)寫入一半出現(xiàn)問題，可以使用redis-check-aof，恢復(fù)數(shù)據(jù)一致；

3. 日志自動(dòng)重寫，以防止日志過大；

4. 日志格式清楚明了，可用于數(shù)據(jù)重建；

劣勢(shì)：

• 文件要更大；
• 運(yùn)行效率更低；

配置文件中關(guān)于AOF的配置：

關(guān)于AOF的配置

默認(rèn)不使用；

日志文件為 appendonly.aof

# The name of the append only file (default: "appendonly.aof")
appendfilename "appendonly.aof"

上面提高的三種同步策略；

# no: don't fsync, just let the OS flush the data when it wants. Faster.
# always: fsync after every write to the append only log. Slow, Safest.
# everysec: fsync only one time every second. Compromise.
#
# The default is "everysec",If unsure, use "everysec".

# appendfsync always
appendfsync everysec
# appendfsync no