菜鸟看Redis（一）

一、 Redis简介

     Redis是用C语言编写的开源软件，可以运行在Linux上，目前不支持Windows。Redis通常会被用于缓存、数据持久化、消息队列，Redis避免了服务器挂掉后，内存数据丢失的问题。Redis支持5种数据结构： strings, hashes, lists, sets, sorted sets，而且对于这些数据结构上的操作都是原子性的，这意味着操作这些集合是线程安全的；Redis首先是把数据集放在内存上的，可以设置每隔一段儿时间持久化数据到硬盘，如果工程中仅仅需要Redis做缓存，持久化也是可以被禁止的；Redis支持像Mysql一样的主从同步，主服务器上的数据可以同步到N个从服务器上，可以读写分离。

     大多数编程语言都能使用Redis，C、C++、Java、C#、Python都能通过相应的API通过Redis服务端的IP和端口使用Redis服务。在下面的章节中主要以Java为例介绍Redis数据结构上的简单操作。

二、Redis支持的数据结构以及简单操作

1. String

　　在String类数据结构上，Redis和Memcached一致，都支持Key-Value的数据存储（一个Key对应一个Value，相当于Java中的HashMap），支持给一个Key设定一个value，支持在特定Key下的Value后添加字符串、删除特定Key等操作、对相应Key的数字value进行原子的加减操作。

public class RedisClient {
    private static final String HOST="192.168.146.129";
    private static final int PORT=6379;
    
    private  final Jedis jedis=new Jedis(HOST,PORT);
    
    /**
     * 测试 Redis做Key-Value存取
     */
    @Test
    public void testKeyValue(){
        jedis.set("name", "boruoyihao");
        System.out.println("Get name from redis:"+jedis.get("name")); 
        System.out.println("Is exist in redis:"+jedis.exists("name"));
        jedis.append("name", ",Hello"); //相同Key下添加
        System.out.println("Get name from redis:"+jedis.get("name"));
        
        jedis.del("name");  //delete the Key 
        System.out.println("Get name from redis:"+jedis.get("name"));
        
        //相当于jedis.set("name","boreyihao");
        //jedis.set("age",26);
        jedis.mset("name","boreyihao","age","26");
        System.out.println(jedis.get("name")+"=="+jedis.get("age")); 
        
        //设置name有效时间为2S
        jedis.setex("name", 2, "boruo");
        System.out.println("Get name from redis:"+jedis.get("name"));
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        //name时间超时，取出数据为null
        System.out.println("Get name from redis:"+jedis.get("name"));
        
        //原子递增操作
        jedis.set("age", "26");
        jedis.incr("age");
        System.out.println("Get age from redis:"+jedis.get("age"));
        jedis.decrBy("age", 3);
        System.out.println("Get age from redis:"+jedis.get("age"));
    }

}

2. hashes

     Redis的Hash可以以一个键值存入一个Map对象，可以获取整个Map对象，也可以获取Map对象的key集合或者Value集合，也可以获取指定Field的Value，也可以对指定Field的整数值执行加减操作。Redis可以存对象的属性以及属性值，但是memcached存对象 只能转化为字符串，如果要修改对象的值，只能把字符串取出来转化为对象，然后修改对象，再转化为字符串存回memcached，开销还是很大的，这是Redis的优势所在。

    @Test
    public void testHash(){
        //test hashmap
        Map<String,String>m=new HashMap<String,String>();
        m.put("name", "Tom");
        m.put("major", "Software");
        m.put("age", "43");
        jedis.hmset("m", m);
        List<String> name=jedis.hmget("m", "name"); // m为key,name为m的key,返回的是List
        System.out.println(name);
        System.out.println("Get Hash Values="+jedis.hvals("m"));
        
        Iterator<String> it=jedis.hkeys("m").iterator();
        while(it.hasNext()){
            String key=it.next();
            System.out.println(key+":"+jedis.hmget("m", key));
        }
        System.out.println("Get keys from redis:"+jedis.hkeys("m"));
        System.out.println("Get Values from redis:"+jedis.hvals("m"));
        
        Map<String,String>map=jedis.hgetAll("m");
        System.out.println("Get map from Redis:"+map);
        
        
        //Test hashset
        System.out.println("---test hash set");
        jedis.hset("s", "name", "Jack");
        jedis.hset("s", "age", "25");
        System.out.println(jedis.hexists("s", "name"));
        System.out.println(jedis.hget("s", "name"));
        System.out.println(jedis.hgetAll("s"));
        Map<String,String>smap=jedis.hgetAll("s");
        System.out.println(smap);
        
        System.out.println(jedis.hdel("s", "name"));  //清除name属性
        System.out.println(jedis.hincrBy("s", "age", 3));
        System.out.println("after incr:"+jedis.hgetAll("s"));
    }

3. lists

     List是一个双向链表，原因是Redis支持在这个链表的两端插入和弹出操作，所以Redis的List除了是双向链表外，也可以用于队列，也可以用于栈。

    @Test
    public void testList(){
        System.out.println("test List");
        jedis.del("task");
        jedis.rpush("task", "do homework");//在链表尾部添加
        jedis.rpush("task", "clean housr");
        jedis.lpush("task", "rest");//在链表头部添加
        jedis.lpush("task", "watch tv");
        System.out.println("length:"+jedis.llen("task"));
        System.out.println("Get all List:"+jedis.lrange("task", 0, -1)); //-1表示到最后，表示取出从头到尾的数据
        System.out.println("target Index:"+jedis.lindex("task", 2));
        System.out.println(jedis.lpop("task"));//取出头部数据
        System.out.println("Get all List:"+jedis.lrange("task", 0, -1));
        System.out.println(jedis.rpop("task"));//取出尾部数据
        System.out.println("Get all List:"+jedis.lrange("task", 0, -1));
        
    }

4. sets

     Redis的Set相当于Java的hashset，元素排列有序，更强的是它可以很方便的求两个集合的并、交、差集。

    @Test
    public void testSet(){
        System.out.println("test Set");
        jedis.del("s1");
        jedis.sadd("s1", "4","1","3","20");  //有序
        System.out.println("Get all s1:"+jedis.smembers("s1")); //有序的
        System.out.println("Get no s1:"+jedis.scard("s1"));
        
        jedis.sadd("s2", "4","11","13","34","3","20");
        System.out.println("Get all s2:"+jedis.smembers("s2")); //有序的
        System.out.println("Get no s2:"+jedis.scard("s2"));
        
        System.out.println(jedis.sinter("s1","s2"));//交集
        System.out.println(jedis.sunion("s1","s2")); //并集
        System.out.println(jedis.sdiff("s1","s2"));//差集
    }

5. sorted sets

     Redis的Sorted Sets 是对Set补充，可以根据权值进行排序，同样不允许重复。

    @Test
    public void testSortedSet(){
        System.out.println("testSortedset");
        jedis.zadd("ss", 12, "Tom"); //中间为权值，根据权值排序
        jedis.zadd("ss", 1, "Jack");
        jedis.zadd("ss", 20, "David");
        jedis.zadd("ss", 3, "Jim");
        System.out.println("sortedset length:"+jedis.zcard("ss")); //获取元素个数
        System.out.println("sorted set:"+jedis.zrange("ss", 0, -1));  //输出按权值排列
        
        jedis.zadd("ss1", 1, "Tom"); //中间为权值
        jedis.zadd("ss1", 3, "Jimmy");
        jedis.zadd("ss1", 2, "Alex");
        jedis.zadd("ss1", 5, "Jim");
        
        System.out.println("sortedset length:"+jedis.zcard("ss1")); //获取元素个数
        System.out.println("sorted set:"+jedis.zrange("ss1", 0, -1));  //输出按权值排列
        
        System.out.println(jedis.zscore("ss1", "Tom")); //获取Tom的排序权值
        
    }

 三、Redis应用

结合以上对Redis数据结构的介绍，Redis在服务端开发技术上，简单来说是可以做缓存，并可以做数据持久化，以下几方面是菜鸟的理解。

1. 消息队列

在本文第二部分介绍了Redis有双向链表List，并且支持双进双出，所以可以用Redis做消息队列，比如通知的消息、任务、邮件等都可以存储在消息队列，然后另一端可以通过Redis能支持的大部分语言消费队列里的数据，这样便于系统模块之间的解耦，降低模块之间的依赖性；并且把同步消息处理方式转化为异步处理，不会造成队列阻塞。微博的用户微博列表应该是用Redis做的缓存。

2. 列出某项列表最新几条数据

这个同样可以用Redis中的List去处理，比如微博某大V的评论数上百万，在页面上显示肯定只能显示最新的几十条评论，如果存在数据库中，用Mysql的SELECT limit 查询数据，会对所有数据进行排序，这样的代价机会非常大，但是如果使用Redis的List就可以使用lrange(“key”,0,100)方法，这样可以取出最近100条评论。

3. 计数器

因为微博有最大的Redis集群，我们还是拿微博举例，某明星发了一个主题“我们”的微博，点赞数量两天内几百万，对于这种情况，就可以使用Redis中的原子加减操作，在java中，我们知道i++或者i--并不是原子性的，也就意味着它并不是线程安全的，但是使用Redis就不会有这个问题，可以使用jedis.hincrBy("weiboid", "likes", 1);这样表示某微博点赞数量加1，在这里是线程安全的。

4. 排行榜，取TOP N数据

结合本文第二部分介绍的Sorted Set，我们可以取出TOP N的数据，比如有100W用户参与比赛，或者100W用户微博，我们想取出比赛成绩最高的100个，或者最热的100条微博，在这里的比赛成绩或者微博热度都可以是权值（score），在缓存中操作，不需要进行排序，就能快速取出。

5. 排重与求并、差、交集

Redis使用Set，在第二部分Java程序中已经介绍，需要排重时，只需要往set集合中插入数据，Redis会自动做好去重操作，并且可以求任意两个缓存中的set集合的并、交、差集合。

6. Pub/Sub

Redis支持消息发布-订阅模式，非常适合聊天消息推送。

学习资料与参考文献：

http://try.redis.io/  有Redis初学者需要学习的基本命令，提供命令行界面。

http://redis.io/topics/introduction Redis基本介绍

http://www.csdn.net/article/2013-10-07/2817107-three-giant-share-redis-experience/1  Redis在国内外应用

http://www.cnblogs.com/whoamme/p/3532129.html Redis基本操作

http://www.360doc.com/content/15/0510/20/23016082_469494498.shtml Redis应用