狂神说redis笔记（二）

四、三种特殊数据类型

Geospatial(地理位置)

使用经纬度定位地理坐标并用一个有序集合zset保存，所以zset命令也可以使用

• geoadd key longitud(经度) latitude(纬度) member [..] 将具体经纬度的坐标存入一个有序集合
• geopos key member [member..] 获取集合中的一个/多个成员坐标
• geodist key member1 member2 [unit] 返回两个给定位置之间的距离。默认以米作为单位。
• georadius key longitude latitude radius m|km|mi|ft [WITHCOORD][WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] 以给定的经纬度为中心， 返回集合包含的位置元素当中， 与中心的距离不超过给定最大距离的所有位置元素。
• GEORADIUSBYMEMBER key member radius... 功能与GEORADIUS相同，只是中心位置不是具体的经纬度，而是使用结合中已有的成员作为中心点。
• geohash key member1 [member2..] 返回一个或多个位置元素的Geohash表示。使用Geohash位置52点整数编码。

有效经纬度

• 有效的经度从-180度到180度。
• 有效的纬度从-85.05112878度到85.05112878度。

指定单位的参数 unit 必须是以下单位的其中一个：

m 表示单位为米。

km 表示单位为千米。

mi 表示单位为英里。

ft 表示单位为英尺。

关于GEORADIUS的参数

通过georadius就可以完成 附近的人功能

withcoord:带上坐标

withdist:带上距离，单位与半径单位相同

COUNT n : 只显示前n个(按距离递增排序)

----------------georadius---------------------
127.0.0.1:6379> GEORADIUS china:city 120 30 500 km withcoord withdist # 查询经纬度(120,30)坐标500km半径内的成员
1) 1) "hangzhou"
   2) "29.4151"
   3) 1) "120.20000249147415"
      2) "30.199999888333501"
2) 1) "shanghai"
   2) "205.3611"
   3) 1) "121.40000134706497"
      2) "31.400000253193539"
------------geohash---------------------------

127.0.0.1:6379> geohash china:city yichang shanghai # 获取成员经纬坐标的geohash表示

"wmrjwbr5250"
"wtw6ds0y300"

Hyperloglog(基数统计)

Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法，HyperLogLog 的优点是，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定的、并且是很小的。

花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基数。

因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数，而不会储存输入元素本身，所以 HyperLogLog 不能像集合那样，返回输入的各个元素。

其底层使用string数据类型。

什么是基数？

数据集中不重复的元素的个数。

应用场景：

网页的访问量（UV）：一个用户多次访问，也只能算作一个人。

传统实现，存储用户的id,然后每次进行比较。当用户变多之后这种方式及其浪费空间，而我们的目的只是计数，Hyperloglog就能帮助我们利用最小的空间完成。

• PFADD key element1 [elememt2..] 添加指定元素到 HyperLogLog中
• PFCOUNT key [key] 返回给定 HyperLogLog 的基数估算值。
• PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey..] 将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog

代码示例

----------PFADD--PFCOUNT---------------------
127.0.0.1:6379> PFADD myelemx a b c d e f g h i j k # 添加元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> type myelemx # hyperloglog底层使用String
string
127.0.0.1:6379> PFCOUNT myelemx # 估算myelemx的基数
(integer) 11
127.0.0.1:6379> PFADD myelemy i j k z m c b v p q s
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFCOUNT myelemy
(integer) 11
----------------PFMERGE-----------------------

127.0.0.1:6379> PFMERGE myelemz myelemx myelemy # 合并myelemx和myelemy 成为myelemz

OK

127.0.0.1:6379> PFCOUNT myelemz # 估算基数

(integer) 17

BitMaps(位图)

使用位存储，信息状态只有 0 和 1

Bitmap是一串连续的2进制数字（0或1），每一位所在的位置为偏移(offset)，在bitmap上可执行AND,OR,XOR,NOT以及其它位操作。

应用场景: 签到统计、状态统计

• setbit key offset value 为指定key的offset位设置值
• getbit key offset 获取offset位的值
• bitcount key [start end] 统计字符串被设置为1的bit数，也可以指定统计范围按字节
• bitop operration destkey key[key..] 对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作，并将结果保存到 destkey 上。
• BITPOS key bit [start] [end] 返回字符串里面第一个被设置为1或者0的bit位。start和end只能按字节,不能按位

代码示例

------------setbit--getbit--------------
127.0.0.1:6379> setbit sign 0 1 # 设置sign的第0位为 1 
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 2 1 # 设置sign的第2位为 1  不设置默认 是0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 5 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> type sign
string
127.0.0.1:6379> getbit sign 2 # 获取第2位的数值

(integer) 1

127.0.0.1:6379> getbit sign 3

(integer) 1

127.0.0.1:6379> getbit sign 4 # 未设置默认是0

(integer) 0
-----------bitcount----------------------------

127.0.0.1:6379> BITCOUNT sign # 统计sign中为1的位数

(integer) 4

五、事务

Redis的单条命令是保证原子性的，但是redis事务不能保证原子性

Redis事务本质：一组命令的集合。
----------------- 队列 set set set 执行 -------------------
事务中每条命令都会被序列化，执行过程中按顺序执行，不允许其他命令进行干扰。
一次性

顺序性

排他性

Redis事务没有隔离级别的概念

Redis单条命令是保证原子性的，但是事务不保证原子性！

Redis事务操作过程

• 开启事务（multi）
• 命令入队
• 执行事务（exec）

所以事务中的命令在加入时都没有被执行，直到提交时才会开始执行(Exec)一次性完成。

正常执行

127.0.0.1:6379> multi # 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1 # 命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2 # ..
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> keys *
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 事务执行
1) OK
2) OK
3) "v1"
4) OK
5) 1) "k3"
   2) "k2"
   3) "k1"

取消事务(discurd)

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD # 放弃事务
OK
127.0.0.1:6379> EXEC 
(error) ERR EXEC without MULTI # 当前未开启事务
127.0.0.1:6379> get k1 # 被放弃事务中命令并未执行
(nil)

事务错误

代码语法错误（编译时异常）所有的命令都不执行

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> error k1 # 这是一条语法错误命令
(error) ERR unknown command `error`, with args beginning with: `k1`, # 会报错但是不影响后续命令入队 
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors. # 执行报错
127.0.0.1:6379> get k1 
(nil) # 其他命令并没有被执行

代码逻辑错误 (运行时异常) **其他命令可以正常执行 ** >>> 所以不保证事务原子性

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCR k1 # 这条命令逻辑错误（对字符串进行增量）
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) (error) ERR value is not an integer or out of range # 运行时报错
4) "v2" # 其他命令正常执行
虽然中间有一条命令报错了，但是后面的指令依旧正常执行成功了。
所以说Redis单条指令保证原子性，但是Redis事务不能保证原子性。

监控
悲观锁：

• 很悲观，认为什么时候都会出现问题，无论做什么都会加锁

乐观锁：

• 很乐观，认为什么时候都不会出现问题，所以不会上锁！更新数据的时候去判断一下，在此期间是否有人修改过这个数据
• 获取version
• 更新的时候比较version

使用watch key监控指定数据，相当于乐观锁加锁。

正常执行

127.0.0.1:6379> set money 100 # 设置余额:100
OK
127.0.0.1:6379> set use 0 # 支出使用:0
OK
127.0.0.1:6379> watch money # 监视money (上锁)
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 监视值没有被中途修改，事务正常执行
1) (integer) 80
2) (integer) 20

测试多线程修改值，使用watch可以当做redis的乐观锁操作（相当于getversion）

我们启动另外一个客户端模拟插队线程。

线程1：

127.0.0.1:6379> watch money # money上锁
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20
QUEUED
127.0.0.1:6379>     # 此时事务并没有执行

模拟线程插队，线程2：

127.0.0.1:6379> INCRBY money 500 # 修改了线程一中监视的money
(integer) 600

回到线程1，执行事务：

127.0.0.1:6379> EXEC # 执行之前，另一个线程修改了我们的值，这个时候就会导致事务执行失败
(nil) # 没有结果，说明事务执行失败
127.0.0.1:6379> get money # 线程2 修改生效

"600"

127.0.0.1:6379> get use # 线程1事务执行失败，数值没有被修改

"0"

解锁获取最新值，然后再加锁进行事务。

unwatch进行解锁。

注意：每次提交执行exec后都会自动释放锁，不管是否成功

六、Jedis

使用Java来操作Redis，Jedis是Redis官方推荐使用的Java连接redis的客户端。

1.导入依赖

<!--导入jredis的包-->
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>3.2.0</version>
</dependency>
<!--fastjson-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.70</version>
</dependency>

2.编码测试

连接数据库
操作命令
断开连接

代码示例

public class TestPing {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.xx.xxx", 6379);
        String response = jedis.ping();
        System.out.println(response); // PONG
    }
}

输出PONG

常用的API

string、list、set、hash、zset

所有的api命令，就是我们对应的上面学习的指令，一个都没有变化！

public class TestTX {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        jedis.flushDB();
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        jsonObject.put("hello","world");
        jsonObject.put("name","kuangshen");
        // 开启事务
        Transaction multi = jedis.multi();
        String result = jsonObject.toJSONString();
        // jedis.watch(result)
        try {
            multi.set("user1",result);
            multi.set("user2",result);
            int i = 1/0 ; // 代码抛出异常事务，执行失败！
            multi.exec(); // 执行事务！
        } catch (Exception e) {
            multi.discard(); // 放弃事务
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println(jedis.get("user1"));
            System.out.println(jedis.get("user2"));
            jedis.close(); // 关闭连接
        }
    }
}

七、SpringBoot整合

SpringBoot 操作数据：spring-data jpa jdbc mongodb redis！

SpringData 也是和 SpringBoot 齐名的项目！

说明： 在 SpringBoot2.x 之后，原来使用的jedis 被替换为了 lettuce?

jedis : 采用的直连，多个线程操作的话，是不安全的，如果想要避免不安全的，使用 jedis pool 连接池！ 更像 BIO 模式

lettuce : 采用netty，实例可以再多个线程中进行共享，不存在线程不安全的情况！可以减少线程数据了，更像 NIO 模式

源码分析：

@Bean
@ConditionalOnMissingBean(name = "redisTemplate") 
// 我们可以自己定义一个redisTemplate来替换这个默认的！
public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
// 默认的 RedisTemplate 没有过多的设置，redis 对象都是需要序列化！
// 两个泛型都是 Object, Object 的类型，我们后使用需要强制转换 <String, Object>
    RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
    template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
    return template;
}
@Bean
@ConditionalOnMissingBean // 由于 String 是redis中最常使用的类型，所以说单独提出来了一个bean！
public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
    StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
    template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
    return template;
}

整合测试

1.导入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

springboot 2.x后 ，原来使用的 Jedis 被 lettuce 替换。

jedis：采用的直连，多个线程操作的话，是不安全的。如果要避免不安全，使用jedis pool连接池！更像BIO模式

lettuce：采用netty，实例可以在多个线程中共享，不存在线程不安全的情况！可以减少线程数据了，更像NIO模式

我们在学习SpringBoot自动配置的原理时，整合一个组件并进行配置一定会有一个自动配置类xxxAutoConfiguration,并且在spring.factories中也一定能找到这个类的完全限定名。Redis也不例外。

那么就一定还存在一个RedisProperties类

@ConditionalOnClass注解中有两个类是默认不存在的，所以Jedis是无法生效的

然后再看Lettuce：

完美生效。

现在我们回到RedisAutoConfiguratio

只有两个简单的Bean

• RedisTemplate
• StringRedisTemplate

当看到xxTemplate时可以对比RestTemplat、SqlSessionTemplate,通过使用这些Template来间接操作组件。那么这俩也不会例外。分别用于操作Redis和Redis中的String数据类型。

在RedisTemplate上也有一个条件注解，说明我们是可以对其进行定制化的

说完这些，我们需要知道如何编写配置文件然后连接Redis，就需要阅读RedisProperties

这是一些基本的配置属性。

还有一些连接池相关的配置。注意使用时一定使用Lettuce的连接池。

2.编写配置文件

# 配置redis
spring.redis.host=39.99.xxx.xx
spring.redis.port=6379

3.使用RedisTemplate

@SpringBootTest
class Redis02SpringbootApplicationTests {
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

@Test
void contextLoads() {

    // redisTemplate 操作不同的数据类型，api和我们的指令是一样的
    // opsForValue 操作字符串 类似String
    // opsForList 操作List 类似List
    // opsForSet
    // opsForHash
    // opsForZSet
    // opsForGeo
    // opsForHyperLog

    // 除了基本的操作，我们常用的方法都可以直接通过redisTemplate操作，比如事务和基本的CRUD

    // 获取连接对象
    //RedisConnection connection = redisTemplate.getConnectionFactory().getConnection();
    //connection.flushDb();
    //connection.flushAll();

    redisTemplate.opsForValue().set("mykey","kuangshen");
    System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("mykey"));
}

}

4.测试结果

此时我们回到Redis查看数据时候，惊奇发现全是乱码，可是程序中可以正常输出。这时候就关系到存储对象的序列化问题，在网络中传输的对象也是一样需要序列化，否者就全是乱码。

RedisTemplate内部的序列化配置是这样的

默认的序列化器是采用JDK序列化器

后续我们定制RedisTemplate就可以对其进行修改。

RedisSerializer提供了多种序列化方案：

我们来编写一个自己的 RedisTemplete

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
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.Jackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
@Configuration
public class RedisConfig {
    // 这是我给大家写好的一个固定模板，大家在企业中，拿去就可以直接使用！
    // 自己定义了一个 RedisTemplate
    @Bean
    @SuppressWarnings("all")
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        // 我们为了自己开发方便，一般直接使用 <String, Object>
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<String,
        Object>();
        template.setConnectionFactory(factory);
    // Json序列化配置
    Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new
    Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
    ObjectMapper om = new ObjectMapper();
    om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
    om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
    jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
    // String 的序列化
    StringRedisSerializer stringRedisSerializer = new StringRedisSerializer();

    // key采用String的序列化方式
    template.setKeySerializer(stringRedisSerializer);
    // hash的key也采用String的序列化方式
    template.setHashKeySerializer(stringRedisSerializer);
    // value序列化方式采用jackson
    template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
    // hash的value序列化方式采用jackson
    template.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
    template.afterPropertiesSet();

    return template;
}

}

所有的redis操作，其实对于java开发人员来说，十分的简单，更重要是要去理解redis的思想和每一种数据结构的用处和作用场景！