Redis

首先，我们知道，mysql是持久化存储，存放在磁盘里面，检索的话，会涉及到一定的IO，为了解决这个瓶颈，于是出现了缓存，比如现在用的最多的 memcached(简称mc)。
首先，用户访问mc，如果未命中，就去访问mysql，之后像内存和硬盘一样，把数据复制到mc一部分。 
 　　
redis和mc都是缓存，并且都是驻留在内存中运行的，这大大提升了高数据量web访问的访问速度。然而mc只是提供了简单的数据结构，比如 string存储；redis却提供了大量的数据结构，
比如string、list、set、hashset、sorted set这些，这使得用户方便了好多，毕竟封装了一层实用的功能，同时实现了同样的效果，当然用redis而慢慢舍弃mc。  　　
内存和硬盘的关系，硬盘放置主体数据用于持久化存储，而内存则是当前运行的那部分数据，CPU访问内存而不是磁盘，这大大提升了运行的速度，当然这是基于程序的局部化访问原理。  
　　
推理到redis+mysql，它是内存+磁盘关系的一个映射，mysql放在磁盘，redis放在内存，这样的话，web应用每次只访问redis，如果没有找到的数据，才去访问Mysql。  　　然而redis+mysql和内存+磁盘的用法最好是不同的

redis：remote dictionary service(远程字典服务器)，开源免费，用C语言编写，是一个高性能的KV键值对服务器
相比memcached 
1、redis支持数据的持久化，可以将内存中数据保持在磁盘，重启时可以再次加载进行使用；
2、支持的数据结构更多如：string、list、set、hashset、sorted set
3、支持的数据备份
redis的键是一直保存在内存中的，而值并不是，当redis发现内存达到某个阈值时，会将一些key对应的值保存到磁盘中

注意：redis是单线程程序，顺序执行所有指令，其它指令必须等到当前的指令执行完了才可以继续。


redis在spring boot中的简单使用：
1、引入jar包：

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

        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-pool2</artifactId>
        </dependency>    

 2、在spring boot2之后，对redis连接的支持，默认就采用了lettuce(之前是Jedis)。这就一定程度说明了lettuce 和Jedis的优劣。

　　Jedis：是老牌的Redis的Java实现客户端，提供了比较全面的Redis命令的支持，

　　Redisson：促使使用者对Redis的关注分离，提供很多分布式相关操作服务，例如，分布式锁，分布式集合，可通过Redis支持延迟队列

       Lettuce：高级Redis客户端，用于线程安全同步，异步和响应使用，支持集群，Sentinel，管道和编码器

　比较：

　　Jedis在多线程环境下是非线程安全的，这个时候只有使用连接池，为每个jedis实例增加物理连接 ；

　　lettuce的连接是基于Netty的，连接实例（StatefulRedisConnection）可以在多个线程间并发访，所以一个连接实例可以满足多线程环境下的并发访问，一个连接实例不够的情况也可以按需增加连接实例

3、redis配置（默认是不使用连接池的，只有配置 redis.lettuce.pool下的属性的时候才可以使用到redis连接池）

spring.redis.database=0
spring.redis.password=Test123456
spring.redis.host=172.19.1.159
spring.redis.port=6379
spring.redis.timeout=5000
# 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
spring.redis.lettuce.pool.max-active=50
# 连接池中的最大空闲连接
spring.redis.lettuce.pool.max-idle=20
# 连接池中的最小空闲连接
spring.redis.lettuce.pool.min-idle=10
# 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
spring.redis.lettuce.pool.max-wait=6000

 4、redis工具类：

package com.aikucun.bill.util;

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import javax.annotation.Resource;

import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.support.atomic.RedisAtomicLong;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.CollectionUtils;

/**
 * @author: wangzhikun
 * @date: 2019-04-09
 */

@Component
public final class RedisUtil {
    @Resource 
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // =============================common============================

    /**
     * 指定缓存失效时间
     *
     * @param key  键
     * @param time 时间(秒)
     * @return
     */
    public boolean expire(String key, long time) {
        try {
            if (time > 0) {
                redisTemplate.expire(key, time, TimeUnit.SECONDS);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 根据key 获取过期时间
     *
     * @param key 键 不能为null
     * @return 时间(秒) 返回0代表为永久有效
     */
    public long getExpire(String key) {
        return redisTemplate.getExpire(key, TimeUnit.SECONDS);
    }

    /**
     * 判断key是否存在
     *
     * @param key 键
     * @return true 存在 false不存在
     */
    public boolean hasKey(String key) {
        try {
            return redisTemplate.hasKey(key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 删除缓存
     *
     * @param key 可以传一个值 或多个
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public void del(String... key) {
        if (key != null && key.length > 0) {
            if (key.length == 1) {
                redisTemplate.delete(key[0]);
            } else {
                redisTemplate.delete(CollectionUtils.arrayToList(key));
            }
        }
    }

    // ============================String=============================

    /**
     * 普通缓存获取
     *
     * @param key 键
     * @return 值
     */
    public Object get(String key) {
        return key == null ? null : redisTemplate.opsForValue().get(key);
    }

    /**
     * 普通缓存放入
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @return true成功 false失败
     */

    public boolean set(String key, Object value) {
        try {
            redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 普通缓存放入并设置时间
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @param time  时间(秒) time要大于0 如果time小于等于0 将设置无限期
     * @return true成功 false 失败
     */

    public boolean set(String key, Object value, long time) {
        try {
            if (time > 0) {
                redisTemplate.opsForValue().set(key, value, time, TimeUnit.SECONDS);
            } else {
                set(key, value);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 递增
     *
     * @param key   键
     * @param delta 要增加几(大于0)
     * @return 134
     */

    public long incr(String key, long delta) {
        if (delta < 0) {
            throw new RuntimeException("递增因子必须大于0");
        }
        return redisTemplate.opsForValue().increment(key, delta);
    }

    /**
     * 递减
     *
     * @param key   键
     * @param delta 要减少几(小于0)
     * @return
     */

    public long decr(String key, long delta) {
        if (delta < 0) {
            throw new RuntimeException("递减因子必须大于0");
        }
        return redisTemplate.opsForValue().increment(key, -delta);
    }

    // ================================Map=================================

    /**
     * HashGet
     *
     * @param key  键 不能为null
     * @param item 项 不能为null
     * @return 值
     */
    public Object hget(String key, String item) {
        try {
            return redisTemplate.opsForHash().get(key, item);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 获取hashKey对应的所有键值
     *
     * @param key 键
     * @return 对应的多个键值
     */

    public Map<Object, Object> hmget(String key) {
        return redisTemplate.opsForHash().entries(key);
    }

    /**
     * HashSet
     *
     * @param key 键
     * @param map 对应多个键值
     * @return true 成功 false 失败
     */
    public boolean hmset(String key, Map<String, Object> map) {
        try {
            redisTemplate.opsForHash().putAll(key, map);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * HashSet 并设置时间
     *
     * @param key  键
     * @param map  对应多个键值
     * @param time 时间(秒)
     * @return true成功 false失败
     */

    public boolean hmset(String key, Map<String, Object> map, long time) {
        try {
            redisTemplate.opsForHash().putAll(key, map);
            if (time > 0) {
                expire(key, time);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 向一张hash表中放入数据,如果不存在将创建
     *
     * @param key   键
     * @param item  项
     * @param value 值
     * @return true 成功 false失败
     */
    public boolean hset(String key, String item, Object value) {
        try {
            redisTemplate.opsForHash().put(key, item, value);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 向一张hash表中放入数据,如果不存在将创建 并设置新的超时时间
     *
     * @param key   键
     * @param item  项
     * @param value 值
     * @param time  时间(秒) 注意:如果已存在的hash表有时间,这里将会替换原有的时间
     * @return true 成功 false失败
     */
    public boolean hset(String key, String item, Object value, long time) {
        try {
            redisTemplate.opsForHash().put(key, item, value);
            if (time > 0) {
                expire(key, time);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 删除hash表中的值
     *
     * @param key  键 不能为null
     * @param item 项 可以使多个 不能为null
     */

    public void hdel(String key, Object... item) {
        redisTemplate.opsForHash().delete(key, item);
    }

    /**
     * 判断hash表中是否有该项的值
     *
     * @param key  键 不能为null
     * @param item 项 不能为null
     * @return true 存在 false不存在
     */

    public boolean hHasKey(String key, String item) {
        return redisTemplate.opsForHash().hasKey(key, item);
    }

    /**
     * hash递增 如果不存在,就会创建一个 并把新增后的值返回
     *
     * @param key  键
     * @param item 项
     * @param by   要增加几(大于0)
     * @return
     */
    public long hincr(String key, String item, long by) {
        try {
            return redisTemplate.opsForHash().increment(key, item, by);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 1;
        }
    }

    /**
     * hash递减
     *
     * @param key  键
     * @param item 项
     * @param by   要减少记(小于0)
     * @return
     */

    public double hdecr(String key, String item, double by) {
        return redisTemplate.opsForHash().increment(key, item, -by);
    }


    // ============================set=============================

    /**
     * 根据key获取Set中的所有值
     *
     * @param key 键
     * @return
     */
    public Set<Object> sGet(String key) {
        try {
            return redisTemplate.opsForSet().members(key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 根据value从一个set中查询,是否存在
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @return true 存在 false不存在
     */

    public boolean sHasKey(String key, Object value) {
        try {
            return redisTemplate.opsForSet().isMember(key, value);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 将数据放入set缓存
     *
     * @param key    键
     * @param values 值 可以是多个
     * @return 成功个数
     */

    public long sSet(String key, Object... values) {
        try {
            return redisTemplate.opsForSet().add(key, values);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }

    /**
     * 将set数据放入缓存
     *
     * @param key    键
     * @param time   时间(秒)
     * @param values 值 可以是多个
     * @return 成功个数
     */

    public long sSetAndTime(String key, long time, Object... values) {
        try {
            Long count = redisTemplate.opsForSet().add(key, values);
            if (time > 0) {
                expire(key, time);
            }
            return count;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }

    /**
     * 获取set缓存的长度
     *
     * @param key 键
     * @return 358
     */

    public long sGetSetSize(String key) {
        try {
            return redisTemplate.opsForSet().size(key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }

    /**
     * 移除值为value的
     *
     * @param key    键
     * @param values 值 可以是多个
     * @return 移除的个数
     */

    public long setRemove(String key, Object... values) {
        try {
            Long count = redisTemplate.opsForSet().remove(key, values);
            return count;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }
    // ===============================list=================================

    /**
     * 获取list缓存的内容
     *
     * @param key   键
     * @param start 开始
     * @param end   结束 0 到 -1代表所有值
     * @return 391
     */

    public List<Object> lGet(String key, long start, long end) {
        try {
            return redisTemplate.opsForList().range(key, start, end);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 获取list缓存的长度
     *
     * @param key 键
     * @return 405
     */

    public long lGetListSize(String key) {
        try {
            return redisTemplate.opsForList().size(key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }

    /**
     * 通过索引 获取list中的值
     *
     * @param key   键
     * @param index 索引 index>=0时， 0 表头，1 第二个元素，依次类推；index<0时，-1，表尾，-2倒数第二个元素，依次类推
     * @return 420
     */
    public Object lGetIndex(String key, long index) {
        try {
            return redisTemplate.opsForList().index(key, index);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 将list放入缓存
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @return 436
     */

    public boolean lSet(String key, Object value) {
        try {
            redisTemplate.opsForList().rightPush(key, value);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 将list放入缓存
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @param time  时间(秒)
     * @return 453
     */

    public boolean lSet(String key, Object value, long time) {
        try {
            redisTemplate.opsForList().rightPush(key, value);
            if (time > 0) {
                expire(key, time);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 将list放入缓存
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @return 472
     */

    public boolean lSet(String key, List<Object> value) {
        try {
            redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, value);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 将list放入缓存
     *
     * @param key   键
     * @param value 值
     * @param time  时间(秒)
     * @return 490
     */

    public boolean lSet(String key, List<Object> value, long time) {
        try {
            redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, value);
            if (time > 0) {
                expire(key, time);
            }
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 根据索引修改list中的某条数据
     *
     * @param key   键
     * @param index 索引
     * @param value 值
     * @return 509
     */

    public boolean lUpdateIndex(String key, long index, Object value) {
        try {
            redisTemplate.opsForList().set(key, index, value);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    /**
     * 移除N个值为value
     *
     * @param key   键
     * @param count 移除多少个
     * @param value 值
     * @return 移除的个数
     */

    public long lRemove(String key, long count, Object value) {
        try {
            Long remove = redisTemplate.opsForList().remove(key, count, value);
            return remove;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        }
    }

    public long getAndIncrement(String key, int defaultValue) {
        long incrementId = defaultValue;
        try {
            RedisAtomicLong counter = new RedisAtomicLong(key, redisTemplate.getConnectionFactory());
            if (counter.get() <= defaultValue) {
                counter.set(defaultValue);
            }
            incrementId = counter.getAndIncrement();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return incrementId;
    }
}

5、测试用例

package com.aikucun.bill.controller;

import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import com.aikucun.bill.util.RedisUtil;

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RedisInfoTest {

    @Autowired
    private RedisUtil redisUtil;

    @Test
    public void test() {
        System.out.println("--------------------");
        redisUtil.set("PANSHI-BILL-TEST1", "wwwwwwwwwwwwwwwwwww");
        Object value1 = redisUtil.get("PANSHI-BILL-TEST1");
        Object value2 = redisUtil.get("wwww");
        System.out.println("value1:" + value1 + "            value2:" + value2);
    }
}

6、分布式锁：

有3种：

1、基于数据库乐观锁

如：SELECT * from goods where ID =1 for update;

　　 UPDATE goods set stock = stock - 1;

2、基于zookeeper：

大致思想即为：每个客户端对某个功能加锁时，在zookeeper上的与该功能对应的指定节点的目录下，生成一个唯一的瞬时有序节点。判断是否获取锁的方式很简单，只需要判断有序节点中序号最小的一个。当释放锁的时候，只需将这个瞬时节点删除即可。同时，其可以避免服务宕机导致的锁无法释放，而产生的死锁问题。

优点：锁安全性高，zk可持久化   缺点： 性能开销比较高。因为其需要动态产生、销毁瞬时节点来实现锁功能

3、基于redis:（推荐）

1）方法一：springboot2.x 以上使用redis时，用了lettuce封装，比起jedis线程安全：

需要的依赖：

    <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
            <version>2.0.5.RELEASE</version>
    </dependency>

封装工具类：

package com.aikucun.delivery.util;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisStringCommands;
import org.springframework.data.redis.connection.ReturnType;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.types.Expiration;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.Resource;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @Description: 分布式锁工具类
 * @Author:
 * @CreateDate:
 */
@Component
@Slf4j
public class RedisLock {
    public static final String UNLOCK_LUA;

    /**
     * 释放锁脚本，原子操作
     */
    static {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] ");
        sb.append("then ");
        sb.append("    return redis.call("del",KEYS[1]) ");
        sb.append("else ");
        sb.append("    return 0 ");
        sb.append("end ");
        UNLOCK_LUA = sb.toString();
    }

    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 获取分布式锁，原子操作
     * @param lockKey
     * @param requestId 唯一ID, 可以使用UUID.randomUUID().toString();
     * @param expire
     * @param timeUnit
     * @return
     */
    public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, long expire, TimeUnit timeUnit) {
        try {
            RedisCallback<Boolean> callback = (connection) -> {
                return connection.set(lockKey.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), requestId.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), Expiration.seconds(timeUnit.toSeconds(expire)), RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT);
            };
            return (Boolean) redisTemplate.execute(callback);
        } catch (Exception e) {
            log.error("redis lock error.", e);
        }
        return false;
    }

    /**
     * 释放锁
     * @param lockKey
     * @param requestId 唯一ID
     * @return
     */
    public boolean releaseLock(String lockKey, String requestId) {
        RedisCallback<Boolean> callback = (connection) -> {
            return connection.eval(UNLOCK_LUA.getBytes(), ReturnType.BOOLEAN, 1, lockKey.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), requestId.getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
        };
        return (Boolean) redisTemplate.execute(callback);
    }

    /**
     * 获取Redis锁的value值
     * @param lockKey
     * @return
     */
    public String get(String lockKey) {
        try {
            RedisCallback<String> callback = (connection) -> {
                return new String(connection.get(lockKey.getBytes()), Charset.forName("UTF-8"));
            };
            return (String) redisTemplate.execute(callback);
        } catch (Exception e) {
            log.error("get redis occurred an exception", e);
        }
        return null;
    }

}

2）方法二：也可以用spring-data-redis加jedis或者lettuce

@Repository
public class RedisLock {

    private static final String unlockScript =
              "if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1]
"
            + "then
"
            + "    return redis.call("del",KEYS[1])
"
            + "else
"
            + "    return 0
"
            + "end";

    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    public RedisLock(StringRedisTemplate redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }

    public String lock(String name, long expire, long timeout) throws InterruptedException {
        Assert.isTrue(timeout>0 && timeout<60000, "timeout must greater than 0 and less than 1 min");

        long startTime = System.currentTimeMillis();
        String token;
        do{
            token = tryLock(name, expire);
            if(token == null) {
                if((System.currentTimeMillis()-startTime) > (timeout-50))
                    break;
                Thread.sleep(50); //try 50 per sec
            }
        }while(token==null);

        return token;
    }
  
    public String tryLock(String name, long expire) {
        Assert.notNull(name, "Lock name must not be null");
        Assert.isTrue(expire>0, "expire must greater than 0");

        String token = UUID.randomUUID().toString();
        RedisConnectionFactory factory = redisTemplate.getConnectionFactory();
        RedisConnection conn = factory.getConnection();
        try{
            Boolean result = conn.set(name.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), token.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), 
                    Expiration.from(expire, TimeUnit.MILLISECONDS), RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT);
            if(result!=null && result)
                return token;
        }finally {
            RedisConnectionUtils.releaseConnection(conn, factory);
        }
        return null;
    }

    public boolean unlock(String name, String token) {
        Assert.notNull(name, "Lock name must not be null");
        Assert.notNull(token, "Token must not be null");

        byte[][] keysAndArgs = new byte[2][];
        keysAndArgs[0] = name.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
        keysAndArgs[1] = token.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
        RedisConnectionFactory factory = redisTemplate.getConnectionFactory();
        RedisConnection conn = factory.getConnection();
        try {
            Long result = (Long)conn.scriptingCommands().eval(unlockScript.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), ReturnType.INTEGER, 1, keysAndArgs);
            if(result!=null && result>0)
                return true;
        }finally {
            RedisConnectionUtils.releaseConnection(conn, factory);
        }
        
        return false;
    }
}