详解JavaEE 使用 Redis 数据库进行内容缓存和高访问负载
作者：郭朝
NoSQL（Not Only SQL），泛指非关系型数据库，是为了处理高并发读写、海量数据的高效率存储和访问、高扩展性和高可用性而产生的。
| 分类 | 相关产品 | 典型应用 | 数据模型 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 键值对(Key-Value)存储 | Redis、Voldemort、Berkeley DB | 内容缓存、处理高访问负载 | 一系列键值对 | 快速查询 | 存储的数据缺少结构化 |
| 列存储数据库 | Cassandra、HBase、Riak | 分布式文件系统 | 以列簇式存储，将同一列数据存在一起 | 查询速度快，可扩展性强，更容易进行分布式扩展 | 功能相对局限 |
| 文档型数据库 | MongoDB、CouchDB | Web应用 | 一系列键值对 | 数据结构要求不严格 | 查询性能不高，缺乏统一的查询语法 |
| 图形数据库 | Neo4j、InfoGrid | 社交网络，推荐系统，专注于构建关系图谱 | 图结构 | 利用图结构相关算法 | 需要对整个图做计算才能得出结果，不容易做分布式的集群方案 |
本篇将主要阐述如何使用 Redis（https://github.com/antirez/redis）数据库进行内容缓存和高访问负载，redis 使用 C 语言开发的一个开源的高性能的键值对数据库，通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前 Redis 支持的键值数据类型有很多种，比如字符串类型、列表类型、有序集合类型、散列类型、集合类型。Redis 官方也给我们提供了一些测试数据，有 50 个并发程序来执行 10 万次请求，Redis 读的速度达到了 11 万次/秒，写的速度达到了 8.1 万次/秒。
Redis 最广泛的应用场景就是使用它作为缓存（新闻或商品内容、聊天式的在线好友列表），除此还有任务队列（秒杀、抢购）、网站访问统计、数据过期处理（可以精确到毫秒）、应用排行榜、分布式集群架构中的 session 分离等。
1.Linux下安装Redis数据库
$ scp ~/Downloads/redis-4.0.1.tar.gz root@192.168.2.10:/usr/local //上传安装包 $ ssh root@192.168.2.10 //SSH连接 # yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake //gcc、gcc-c++的库文件 # cd /usr/local # tar -zxvf redis-4.0.1.tar.gz //解压缩 # cd redis-4.0.1 //切换到该目录下 # make //编译，将.c文件编译为.o文件 # make PREFIX=/usr/local/redis install //指定路径安装 # cd /usr/local # ls //如果存在redis文件夹，则安装成功
其中 /usr/local/redis/bin/ 下包含：
redis-benchmark //性能测试的一个工具 redis-check-aof //aof文件修复的一个工具 redis-check-aof --fix appendonlly.aof redis-check-dump //rdb文件检查的一个工具，rdb文件为Redis默认数据库文件 redis-check-rdb //rdb文件修复的一个工具 redis-check-rdb --fix dump.rdb redis-cli //命令行的一个客户端 redis-sentinel -> redis-server redis-server //redis服务器启动的命令
接下来继续我们的命令：
# cd redis-4.0.1 # cp redis.conf /usr/local/redis # cd /usr/local/redis # vim redis.conf //编辑Redis的配置文件
具体配置步骤：
1）绑定你的授权ip地址：修改69行的 bind 127.0.0.1 为 bind [host]（绑定到所有网络: 注释掉69行的 bind 127.0.0.1）
2）关闭保护模式：将88行的 protected-mode yes 修改为 daemonize no
3）配置后台启动：将136行的 daemonize no 修改为 daemonize yes
4）配置 Redis 持久化: RDB方式（默认支持，不需要配置）和AOF方式（将509行的appendonly no 修改为 appendonly yes，538-540为同步策略的设置，开启 appendfsync always，注释 appendfsync everysec，always为没修改一次就同步，everysec为每一秒同步，no为不同步，为了安全此处选择 always）。
编辑完成后退出 vim，之后还需要开放 Redis 的 6379 端口：
# vim /etc/sysconfig/iptables //打开Linux防火墙的设置 //增加代码 -A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 6379 -j ACCEPT //退出 vim，执行防火墙重启命令 # service iptables restart # ./bin/redis-server ./redis.conf //启动redis服务器，可以通过 ps -ef | grep -i redis 查看启动是否成功
还有一些其他 Redis 命令如下：
# ./bin/redis-cli shutdown //停止redis服务器 # ./bin/redis-cli //打开redis命令行客户端
2.Redis的数据结构
需要知道的是，Redis 的 Key 设置不要过长也不要过短，要有统一的命名规范。先看一下 keys 的操作：
$ ssh root@192.168.2.10 //SSH连接 # /usr/local/redis/bin/redis-cli > keys * //显示所有的key > keys my? //显示以my开头的所有key > del my1 my2 my3 //删除my1、my2、my3 > exists my1 //检查是否存在，存在返回1，不存在返回0 > get my1 //获取key的value值 > rename my1 my2 //重命名my1为my2 > expire my1 1000 //设置key过期时间，单位秒 > ttl my1 //剩余超时时间，没有设置则返回-1 > type my1 //获取key对应value的类型
1.存储字符串 String
二进制是安全的，存入和获取的数据相同；Value 最多可以容纳的数据长度是 521 M。存储 String 常用的命令：
> set name zhangsan //赋值 set [key][value] > get name //取值 get [key] > getset name lisi //取值并赋值 > del name //删除 del [key] > incr num //数值递增1，如果没有就默认创建0并递增1 incr [key] > decr num //数值递减1，如果没有就默认创建0并递减1 > incrby num2 5 //数值递增指定值，如果没有就默认创建0 incrby [key][指定值] > decrby num2 5 //数值递减指定值，如果没有就默认创建0 decrby [key][指定值] > append num3 5 //插入指定内容，如果有则追加内容，如果没有则新创建 append [key][插入值]
2.存储哈希 Hash
存储 Hash 可以看成是 String Key 和 String Value 的 Map 容器，适合存储 值-对象 的信息，例如用户名、密码、年龄等等，每一个 Hash 可以存储 4294967295 个键值对。存储 Hash 常用的命令：
> hset myhash username tom //赋值单个属性 hset [key][Hash键值对] > hmset myhash username tom2 rose age 20 //赋值多个属性 hmset [key][Hash键值对1] rose [Hash键值对2] > hget myhash username //获取单个属性 hget [key][key2] > hmget myhash username age //获取多个属性 hget [key][key2][key3] > hgetall myhash //获取全部值 > hdel myhash username age //删除多个属性 > del myhash //删除整个集合 > hincrby myhash age 5 //增加属性值 > hexists myhash username //判断某个属性中的key是否存在，存在返回1，不存在返回0 > hlen myhash //获取属性个数 hlen [key1] > hkeys myhash //获取所有属性名称 hkeys [key1]
3.存储字符串列表 List
在 Redis 中，List（ArrayList 使用数组方式，LinkedList 使用双向链表方式）顺序是按照插入顺序排序的一个字符串链表，和数据结构中的普通链表是一样的，可以在它的头部和尾部添加新的元素，在插入的时候，如果该 key 不存在，那么 Redis 就会为这个键创建一个新的链表，相反，如果链表中所有元素都被移除了，那么该键也会被从数据库中删除。存储 List 常用的命令：
> lpush mylist a b c //从双向链表的头部开始添加，如果mylist不存在则创建 lpush [key][value1][value2].. > lpushx mylist d //从双向链表的头部开始添加，如果mylist不存在则不插入 > rpush mylist 1 2 3 //从双向链表的尾部开始添加 > lrange mylist 0 5 //查看链表 lrange [key][开始位置][结束位置] > lpop mylist //弹出双向链表的头部元素，弹出后，双向链表中就没有这个元素了 > rpop mylist //弹出双向链表的尾部元素 > rpoplpush mylist1 mylist2 //将mylist1里面头部元素弹出插入mylist2头部 > llen mylist //获取元素个数 llen [key] > lrem mylist 1 2 //从头到尾删除1个2 lrem [key][删除的个数][删除的元素] > lrem mylist -1 2 //从尾到头删除1个2 > lrem mylist 0 2 //从尾到头删除所有2 > lset mylist 3 k //第三个value值设置为k > linsert mylist before b 11 //第一个b之前插入11 > linsert mylist after b 22 //第一个b之后插入22
rpoplpush 命令在消息发布系统中的使用场景：
4.存储字符串集合 Set
和 List 类型不同的是，Set 集合中不允许出现重复的元素，无序的，Set 可以包含的最大元素数量是 4294967295。存储 Set 常用的命令：
> sadd myset a b c //向Set中添加了三个值 sadd [key][Set集合值] > srem myset a b //删除指定元素 > smembers myset //查看Set中元素 smembers [key] > sismember myset c //判断Set中是否存在c，存在返回1，不存在返回0 > sdiff myset myset2 //返回两个Set集合的差集运算 > sdiffstore my my1 my2 //将两个Set集合的差集存储到另一个集合(my)中 > sinter myset myset2 //返回两个Set集合的交集运算 > sunion myset myset2 //返回两个Set集合的并集运算 > scard myset //返回Set集合成员数量 > srandmember myset //随机返回Set中一个成员
5.存储有序字符串集合 SortedSet
SortedSet 中的成员在集合中的位置是有序的。存储 SortedSet 常用的命令：
> zadd mysort 65 aa 85 bb 95 cc //有序添加元素 zadd [key][姓名 分数][姓名 分数]... > zscore mysort aa //获得分数 > zcard mysort //返回集合成员数量 > zrem mysort tom cc //删除元素 > zrange mysort 0 -1 //范围查询，-1表示最后，显示姓名 > zrange mysort 0 -1 withscores //范围查询，姓名分数都会显示 > zrevrange mysort 0 -1 withscores //范围查询，由大到小排序显示 > zremrangebyrank mysort 0 2 //按照排序的范围进行删除，0～2位置 > zremrangebyscore mysort 70 90 //按照分数进行删除，70～90 > zrangebyscore mysort 0 90 //按照分数查0～90之间的 > zrangebyscore mysort 0 90 withscores limit 0 2 //按照分数查0～90之间的，由大到小排序，只显示前2个 > zcount mysort 60 100 //获取60～100之间的个数
SortedSet 可以应用于游戏的积分排行榜、构建索引数据。
3.Redis的多数据库和事务
一个 Redis 实例最多可以提供16个数据库（0-15），默认连接第 0 号数据库，也可以通过select 选择数据库：
> select 1 //选择1号数据库 > move myset 2 //移动myset到2号数据库
支持事务（所有命令都将串行化执行）的操作：
> multi //开启事务 > exec //提交事务 > discard //回滚事务
4.使用Jedis操作Redis数据库
Jedis（https://github.com/xetorthio/jedis）是 Redis 官方首选的 Java 客户端开发包，
需要添加 Maven 依赖：
<!-- jedis --> <dependency> <groupId>redis.clients</groupId> <artifactId>jedis</artifactId> <version>2.9.0</version> <type>jar</type> <scope>compile</scope> </dependency>
普通方式操作 Redis：
Jedis jedis = null;
try {
jedis = new Jedis("123.57.73.52",6379);
jedis.set("name", "zhangsan"); //保存数据
String value = jedis.get("name"); //获取数据
System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
jedis.close(); //释放资源
}
使用 Jedis 连接池操作 Redis：
//获得连接池的配置对象
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
//设置最大连接数, 默认8个
config.setMaxTotal(8);
//设置最大空闲连接数, 默认8个
config.setMaxIdle(8);
//获得连接池
JedisPool jedisPool = new JedisPool(config, "123.57.73.52",6379);
//获得核心对象
Jedis jedis = null;
try {
jedis = jedisPool.getResource();
jedis.set("name2", "lisi"); //保存数据
String value = jedis.get("name2"); //获取数据
System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
jedis.close(); //释放资源
}
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。