Spring Data 教程 – Redis

1. Redis簡介

Redis（Remote Dictionary Server )，即遠程字典服務，是一個開源的使用ANSI C語言編寫、支持網絡、可基於內存亦可持久化的日誌型、Key-Value 數據庫，並提供多種語言的API。Redis 是一個高性能的key-value數據庫。 redis的出現，在部分場合可以對關係數據庫起到很好的補充作用。它提供了Java，C/C++，C#，PHP，JavaScript，Perl，Object-C，Python，Ruby，Erlang等客戶端，使用很方便。

Redis支持主從同步。數據可以從主服務器向任意數量的從服務器上同步，從服務器可以是關聯其他從服務器的主服務器。這使得Redis可執行單層樹複製。存盤可以有意無意的對數據進行寫操作。由於完全實現了發布/訂閱機制，使得從數據庫在任何地方同步樹時，可訂閱一個頻道並接收主服務器完整的消息發布記錄。同步對讀取操作的可擴展性和數據冗餘很有幫助。

redis的key都是字符串String類型，它的value是多樣化的，如下圖：

2. Redis的五種數據類型

2.1 字符串對象(String)

字符串對象的模型：

redis底層提供了三種不同的數據結構實現字符串對象，根據不同的數據自動選擇合適的數據結構。這裏的字符串對象並不是指的純粹的字符串，数字也是可以的。

• int：當數據是long類型的整数字符串時，底層使用long類型的整數實現。這個值會直接存儲在字符串對象的ptr屬性中，同時OBJECT ENCODING為int。

• raw：當數據為長度大於44字節的字符串時，底層使用簡單動態字符串實現，說到這裏就不得不提下redis的簡單隨機字符串（Simple Dynamic String，SDS），SDS有三個屬性，free，len和buf。free存的是還剩多少空間，len存的是目前字符串長度，不包含結尾的空字符。buf是一個list，存放真實字符串數據，包含free和空字符。針對SDS本文不做詳細介紹，歡迎點擊SDS了解。

• embstr：當數據為長度小於44字節的字符串時，底層使用embstr編碼的簡單動態字符串實現。相比於raw，embstr內存分配只需要一次就可完成，分配的是一塊連續的內存空間。

2.2 列表對象(List)

列表對象的模型：

redis中的列表對象經常被用作消息隊列使用，底層採用ziplist和linkedlist實現。大家使用的時候當作鏈表使用就可以了。

• ziplist

  列表對象使用ziplist編碼需要滿足兩個要求，一是所有字符串長度都小於設定值值64字節（可以在配置文件中修改list-max-ziplist-value字段改變）。二是所存元素數量小於設定值512個（可以在配置文件中修改list-max-ziplist-entries字段改變）。ziplist類似與python中的list，佔用一段連續的內存地址，由此減小指針內存佔用。

  zlbytes:占內存總數

  zltail:到尾部的偏移量

  zllen:內部節點數

  node:節點

  zlend:尾部標識

  previous_entry_length:前一節點的長度

  encoding:數據類型

  content:真實數據

  遍歷的時候會根據zlbytes和zltail直接找到尾部節點nodeN，然後根據每個節點的previous_entry_length反向遍歷。增加和刪除節點會導致其他節點連鎖更新，因為每個節點都存儲了前一節點的長度。

• linkedlist

  linkedlist有三個屬性，head，tail和len。head指向鏈表的頭部，tail指向鏈表的尾部，len為鏈表的長度。

2.3 哈希類型對象(Hash)

哈希類型對象的模型：

redis的value類型hash類型，其實就是map類型，就是在值的位置放一個map類型的數據。大家想詳細了解一下，可以參考一下這篇文章：https://www.jianshu.com/p/658365f0abfc 。

2.4 集合對象(Set)

集合對象類型的模型：

Set類型的value保證每個值都不重複。

redis中的集合對象底層有兩種實現方式，分別有整數集合和hashtable。當所有元素都是整數且元素數小於512（可在配置文件中set-max-intset-entries字段配置）時採用整數集合實現，其餘情況都採用hashtable實現。hashtable請移駕上文鏈接查閱，接下來介紹整數集合intset。intset有三個屬性，encoding：記錄数字的類型，有int16，int32和int64等，length：記錄集合的長度，content：存儲具體數據。具體結構如下圖：

2.5 有序集合對象

有序集合對象(zset)和集合對象(set)沒有很大區別，僅僅是多了一個分數(score)用來排序。

redis中的有序集合底層採用ziplist和skiplist跳錶實現，當所有字符串長度都小於設定值值64字節（可以在配置文件中修改list-max-ziplist-value字段改變），並且所存元素數量小於設定值512個（可以在配置文件中修改list-max-ziplist-entries字段改變）使用ziplist實現，其他情況均使用skiplist實現，跳躍表的實現原理這裏偷個懶，給大家推薦一篇寫的非常好的博客，點擊查看跳躍表原理。

3. Redis的安裝

可以去官網或者中文網下載Redis。redis的windows版本現在已經不更新了，所以我們安裝redis的6.0.3版本，這個版本支持的東西很多，在此次教程中，我們只對redis的五種數據類型做解釋和學習。

官網：https://redis.io/

中文網：https://www.redis.net.cn/

本教程安裝的redis版本為6.0.3版本，redis使用C語言編寫的，CentOS7的gcc自帶版本為4.8.5，而redis6.0+需要的gcc版本為5.3及以上，所以需要升級gcc版本。

下載Linux版本的tar.gz包，解壓以後進入解壓產生的包：

cd redis-6.0.3

發現沒有bin目錄，這裏需要通過make進行安裝。

# 先檢查gcc的環境 
gcc -v 
# 查看gcc版本 
yum -y install centos-release-scl 
# 升級到9.1版本 
yum -y install devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc- c++ devtoolset-9-binutils 

scl enable devtoolset-9 bash 
#以上為臨時啟用，如果要長期使用gcc 9.1的話： 
echo "source /opt/rh/devtoolset-9/enable" >>/etc/profile 
# 進入redis解壓文件 
make 
# 6.0的坑，gcc版本 9.0 以上
# 等待完畢

執行完make操作之後，就可以在redis目錄看到src目錄了。進入src目錄后就可以看到redis-server和redis-cli。

這裏建議將Redis的配置文件複製，保留一份原生的配置文件。

redis的配置大家可以在網上搜一下常用的配置，在這裏給大家推薦一個常用的配置，比較詳細：

https://blog.csdn.net/ymrfzr/article/details/51362125

到這裏redis就可以啟動並且正常訪問了。

注意：一定要將redis的IP地址綁定註釋掉，允許所有的IP地址訪問，不然我們從Windows訪問就訪問不了。

註釋掉下面的這一行：

同時關閉Redis的服務保護模式，將protected-mode設置為no。如下：

4. Spring Boot 整合 Redis

• 4.1 搭建工程，引入依賴

  搭建工程的操作我這裏就不在寫出來了。直接上pom.xml：

  <!--springboot父工程-->
  <parent>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
      <version>2.2.2.RELEASE</version>
      <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
  </parent>
  
  <dependencies>
      <!--springboot-web組件-->
      <dependency>
          <groupId>org.springframework.boot</groupId>
          <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
          <version>2.2.2.RELEASE</version>
      </dependency>
      <!--redis整合springboot組件-->
      <dependency>
          <groupId>org.springframework.boot</groupId>
          <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
          <version>2.3.0.RELEASE</version>
      </dependency>
      <!--lombok組件-->
      <dependency>
          <groupId>org.projectlombok</groupId>
          <artifactId>lombok</artifactId>
          <version>1.18.10</version>
      </dependency>
  </dependencies>
  

• 4.2 redis的配置

  項目的配置文件，application.yml：

  butterflytri:
    host: 127.0.0.1
  server:
    port: 8080 # 應用端口
    servlet:
      context-path: /butterflytri # 應用映射
  spring:
    application:
      name: redis # 應用名稱
    redis:
      host: ${butterflytri.host} # redis地址
      port: 6379 # redis端口，默認是6379
      timeout: 10000 # 連接超時時間（ms）
      database: 0 # redis默認情況下有16個分片，這裏配置具體使用的分片，默認是0
      jedis: # 使用連接redis的工具-jedis
        pool:
          max-active: 8 # 連接池最大連接數（使用負值表示沒有限制） 默認 8
          max-wait: -1 # 連接池最大阻塞等待時間（使用負值表示沒有限制） 默認 -1
          max-idle: 8 # 連接池中的最大空閑連接 默認 8
          min-idle: 0 # 連接池中的最小空閑連接 默認 0
  

  另外還有額外的配置類RedisConfig.java：

  package com.butterflytri.config;
  
  import org.springframework.context.annotation.Bean;
  import org.springframework.context.annotation.Configuration;
  import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
  import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
  import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;
  import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
  
  /**
   * @author: WJF
   * @date: 2020/5/24
   * @description: RedisConfig
   */
  
  @Configuration
  public class RedisConfig {
  
      /**
       * redis鍵值對的值的序列化方式：通用方式
       * @return RedisSerializer
       */
      private RedisSerializer redisValueSerializer() {
          return new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
      }
  
      /**
       * redis鍵值對的健的序列化方式：所有的健都是字符串
       * @return RedisSerializer
       */
      private RedisSerializer redisKeySerializer() {
          return new StringRedisSerializer();
      }
  
      @Bean("redisTemplate")
      public RedisTemplate redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
          RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
          redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
          redisTemplate.setKeySerializer(redisKeySerializer());
          redisTemplate.setValueSerializer(redisValueSerializer());
          return redisTemplate;
      }
  
  }
  

• 4.3 redisTemplate的使用

  對value類型的值的CRUD：

  ValueServiceImpl.java：

  package com.butterflytri.service.impl;
  
  import com.butterflytri.service.ValueService;
  import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  import javax.annotation.Resource;
  
  /**
   * @author: WJF
   * @date: 2020/5/27
   * @description: ValueServiceImpl
   */
  @Service
  public class ValueServiceImpl implements ValueService {
  
      @Resource
      private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
  
      @Override
      public void addValue(String key, Object value) {
          redisTemplate.opsForValue().set(key,value);
      }
  
      @Override
      public Object get(String key) {
          return redisTemplate.opsForValue().get(key);
      }
  
      @Override
      public Object update(String key, Object newValue) {
          return redisTemplate.opsForValue().getAndSet(key,newValue);
      }
  
      @Override
      public void delete(String key) {
          redisTemplate.delete(key);
      }
  }	
  

  對List類型的值的CRUD：

  這裏我加了枚舉類型用來控制增加的位置，因為List類型對應的是鏈表。

  ListServiceImpl.java：

  package com.butterflytri.service.impl;
  
  import com.butterflytri.enums.OpsType;
  import com.butterflytri.service.ListService;
  import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  import javax.annotation.Resource;
  import java.util.List;
  
  /**
   * @author: WJF
   * @date: 2020/5/28
   * @description: ListServiceImpl
   */
  @Service
  public class ListServiceImpl implements ListService {
  
      @Resource
      private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
  
      @Override
      public void addList(String key, List<Object> list, OpsType type) {
          switch (type) {
              case RIGHT:
                  redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, list);
                  break;
              case LEFT:
                  redisTemplate.opsForList().leftPushAll(key, list);
                  break;
              default:
                  throw new RuntimeException("type不能為null");
          }
      }
  
      @Override
      public void add(String redisKey, Object value, OpsType type) {
          switch (type) {
              case RIGHT:
                  redisTemplate.opsForList().rightPush(redisKey, value);
                  break;
              case LEFT:
                  redisTemplate.opsForList().leftPush(redisKey, value);
                  break;
              default:
                  throw new RuntimeException("type不能為null");
          }
      }
  
      @Override
      public List<Object> get(String key) {
          return redisTemplate.opsForList().range(key, 0, -1);
      }
  
      @Override
      public Object update(String key, Object value, Integer index) {
          Object obj = redisTemplate.opsForList().index(key, index);
          redisTemplate.opsForList().set(key,index,value);
          return obj;
      }
  
      @Override
      public void delete(String key) {
          redisTemplate.delete(key);
      }
  
      @Override
      public void deleteValue(String redisKey, OpsType type) {
          switch (type) {
              case RIGHT:
                  redisTemplate.opsForList().rightPop(redisKey);
                  break;
              case LEFT:
                  redisTemplate.opsForList().leftPop(redisKey);
                  break;
              default:
                  throw new RuntimeException("type不能為null");
          }
      }
  }
  

  對Hash類型的值的CRUD:

  hash類型是我們使用最常用的類型。

  HashServiceImpl.java:

  package com.butterflytri.service.impl;
  
  import com.butterflytri.service.HashService;
  import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  import javax.annotation.Resource;
  import java.util.Map;
  
  /**
   * @author: WJF
   * @date: 2020/5/28
   * @description: HashServiceImpl
   */
  @Service
  public class HashServiceImpl implements HashService {
  
      @Resource
      private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
  
      @Override
      public void addHashAll(String key, Map<String, Object> value) {
          redisTemplate.opsForHash().putAll(key, value);
      }
  
      @Override
      public void addHash(String redisKey, String key, Object value) {
          redisTemplate.opsForHash().put(redisKey, key, value);
      }
  
      @Override
      public Object get(String redisKey, String key) {
          return redisTemplate.opsForHash().get(redisKey, key);
      }
  
      @Override
      public Object update(String redisKey, String key, Object value) {
          Object obj = this.get(redisKey, key);
          this.delete(redisKey,key);
          redisTemplate.opsForHash().put(redisKey, key, value);
          return obj;
      }
  
      @Override
      public void delete(String redisKey, String key) {
          redisTemplate.opsForHash().delete(redisKey, key);
      }
  
      @Override
      public void deleteAll(String redisKey) {
          redisTemplate.delete(redisKey);
      }
  }
  

  對Set的值的CRUD：

  package com.butterflytri.service.impl;
  
  import com.butterflytri.service.SetService;
  import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  import javax.annotation.Resource;
  import java.util.Set;
  
  /**
   * @author: WJF
   * @date: 2020/5/28
   * @description: SetServiceImpl
   */
  @Service
  public class SetServiceImpl implements SetService {
  
      @Resource
      private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
  
  
      @Override
      public void addAll(String key, Set<Object> set) {
          redisTemplate.opsForSet().add(key,set);
      }
  
      @Override
      public void add(String key, Object value) {
          redisTemplate.opsForSet().add(key,value);
      }
  
      @Override
      public Set<Object> findAll(String key) {
          return redisTemplate.opsForSet().members(key);
      }
  
      @Override
      public void deleteValue(String key, Object value) {
          redisTemplate.opsForSet().remove(key,value);
      }
  
      @Override
      public void delete(String key) {
          redisTemplate.delete(key);
      }
  }
  

  對ZSet類型的值的CRUD：

  package com.butterflytri.service.impl;
  
  import com.butterflytri.service.SortedSetService;
  import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
  import org.springframework.stereotype.Service;
  
  import javax.annotation.Resource;
  import java.util.LinkedHashSet;
  
  /**
   * @author: WJF
   * @date: 2020/5/28
   * @description: SortedSetServiceImpl
   */
  @Service
  public class SortedSetServiceImpl implements SortedSetService {
  
      @Resource
      private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
  
      @Override
      public void add(String key, String value, Double score) {
          redisTemplate.opsForZSet().add(key, value, score);
      }
  
      @Override
      public LinkedHashSet<Object> findAll(String key) {
          return (LinkedHashSet<Object>) redisTemplate.opsForZSet().range(key,0,-1);
      }
  
      @Override
      public Long count(String key, Double scoreFrom, Double scoreTo) {
          return redisTemplate.opsForZSet().count(key,scoreFrom,scoreTo);
      }
  
      @Override
      public LinkedHashSet<Object> findByScore(String key, Double scoreFrom, Double scoreTo) {
          return (LinkedHashSet<Object>) redisTemplate.opsForZSet().rangeByScore(key,scoreFrom,scoreTo);
      }
  
      @Override
      public Long rank(String key, Object value) {
          return redisTemplate.opsForZSet().rank(key,value);
      }
  
      @Override
      public void remove(String key, String value) {
          redisTemplate.opsForZSet().remove(key,value);
      }
  
      @Override
      public void delete(String key) {
          redisTemplate.delete(key);
      }
  
  }
  

  redis的Java客戶端有很多，在這裏我們使用的是jedis，還有一個很好的Java語言的客戶端叫lettuce，大家可以去了解一下，Spring從不重複造輪子，只會簡化輪子的使用，redisTemplate就是一個超級簡單的使用實現。到這裏redis整合Spring Boot 就結束了。

5. 項目地址

本項目傳送門：

• GitHub —> spring-data-redis
• Gitee —> spring-data-redis

此教程會一直更新下去，覺得博主寫的可以的話，關注一下，也可以更方便下次來學習。

• 作者：Butterfly-Tri
• 出處：Butterfly-Tri個人博客
• 版權所有，歡迎保留原文鏈接進行轉載

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