NoSQL概述以及redis数据类型总结

SQL与 NoSQL

数据结构

Sql : 表结构固定、插入数据格式有严格规定，修改字段对业务影响很大

NoSql：结构松散、数据格式没有很强要求。并且有多种类型存储方式：如 k_v 型、图类型、文档型。修改影响小，
2. 数据关联性
在这里插入图片描述

查询方式
事务特性

不同点总结：

在这里插入图片描述

redis简介

redis 全称 Remote Dictionary Server 远程字典服务器诞生在2009年
特点

键值（key-value）型，value支持多种不同数据结构，功能丰富
单线程，每个命令具备原子性
低延迟，速度快（基于内存比磁盘快多倍、IO多路复用、良好的编码 C语言）。
支持数据持久化解决内存断电情况，确保磁盘安全性
支持主从集群（数据备份提升安全性、读写分离提升效率）、分片集群（提升存储容量，水平扩展）
支持多语言客户端

redis安装

redis没有官方win版
centos安装步骤

确保具有gcc环境

yum install -y gcc tcl

选择一个安装目录，将redis安装包上传后解压

tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

cd redis-6.2.6

开始编译

make && make install

安装完成

修改配置文件

启动 ./redis-server

默认前台启动（页面关闭即服务停止）、无法远程连接、没有密码
修改配置文件 redis.conf，并以配置文件启动 ./redis-server ./redis.config

# 允许访问的地址，默认是127.0.0.1，会导致只能在本地访问。修改为0.0.0.0则可以在任意IP访问，生产环境不要设置为0.0.0.0
bind 0.0.0.0
# 守护进程，修改为yes后即可后台运行
daemonize yes 
# 密码，设置后访问Redis必须输入密码
requirepass 1234
======================================非必要修改==============================================
# 监听的端口
port 6379
# 工作目录，默认是当前目录，也就是运行redis-server时的命令，日志、持久化等文件会保存在这个目录
dir .
# 数据库数量，设置为1，代表只使用1个库，默认有16个库，编号0~15
databases 3
# 设置redis能够使用的最大内存
maxmemory 1024mb
# 日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名 会产生在工作目录
logfile "redis.log"

redis客户端

redis提供三种使用方式

命令行
在安装目录下：./redis-cli -h (ip 地址默认 127.0.0.1) -p (端口号默认 6379) -a （密码可通过AUTH 后期添加）
图形化界面
可以使用resp
编程语言

key的命名

【项目名】：【业务名】：【类型】：【key名】

五大数据类型

redis 是一种key-value型数据库，key为String ，但Value的类型很多。一个库中 key不能重复

在这里插入图片描述
通用命令
适用于任何数据类型

keys ：查看符合模板的所有key
del 【key…】：删除一个key 支持同时传多个key
exists 【key…】: 判断key是否存在
expire 【key】【time】：给key设置有效期，到期自动删除、释放内存空间
只能给已存在的key设置
ttl 【key】：查询key存活剩余时间

String类型

最简单的数据类型，值虽然也为String 但分为三类

在这里插入图片描述
String 类型常见命令

set 【key】【value】存放一个键值对，如果存在则修改
get 【key】获取一个key的值
mset 【key】【value】… 支持同时存放多个键值对
mget【key…】同时获取多个key的值
incr 【key】使得 int类型的值自增1
incrby【key】【value】使得 int类型的值每次自增 value value可以为负数，从而变为自减
incryByFloat 【key】【value】：同incryBy 前者用于整数类型，此用来float类型
setnx【key】【value】：存放一个键值对。但key之前不能存在
setex 【key】【time】【value】：在设置key时为其指定过期时间

Hash类型 H

value为类似一种hashMap结构。redis是一种k_v的模型，v中在放置着一个HashMap结构
解决问题： 在这里插入图片描述
结构

在这里插入图片描述

Hash常用命令：

hSet 【k】【【filed1】【v1】…】：添加或修改（存在则修改）v中的多个键值对
hGet 【k】【filed】：获取单个K的V中包含的某个K的V
hmSet 【k】【【fiked1】【v1】…】：测试发现和hset功能相同，都是同时在一个key中添加多个键值对
hmGet 【K】【filed】：取出单个K中某个filed对应的值
hGetAll 【k】：获取一个key中value （value 包含所有filed和value）
- hKeys 【K】：获取一个key中所有的 filed
- hVals 【K】：获取一个key中所有 filed对应的value
hIncrBy：【k】【filed】【步长】
hSetNX 【k】【【filed】【value】…】：只有filed不存在才会创建（key可以存在）

List类型 L R

value的值是一个list 集合，底层类似于一个双向链表
value值特点：
先后有序：由于底层类似于双向链表，数据进行有先后顺序
数据可重复：对进入的值没有处理
插入和删除速度快，查询较慢：底层双向链表结构，插入、删除只需改变周围节点指向而查询需要遍历节点

应用场景：对先后顺序有要求

常用命令：

Lpush 【key】【value…】：向左侧插入多个数据
Lpop 【key】：移除并返回左侧第一个元素
Rpush 【K】【value…】: 从右侧放入数据
Rpop 【K】

在这里插入图片描述

Lrange 【key】【start】【end】: 返回指定范围数据
、
- Lrange 【key】0 , -1 表示获取key中所有元素

在这里插入图片描述

BLpop 【key】【time】 & BRpop 【key】【time】：与Lpop 和Rpop相似但当数据被移空时，会按设置时间等待而不是直接返回（nil）

问题：

如何利用List结构模拟一个栈？

在redis 的List类型中，使用从哪里进，从哪里出即可
Rpush 和 Rpop 一组 Lpush 和Lpop 一组
2. 如何利用List结构模拟出一个队列
在这里插入图片描述
Rpush 和 Lpop 一组、 Lpush 和Rpop 一组
3. 模拟阻塞队列
在队列的基础上，加上没有则等待特点
Rpush和BLpop一组、Lpush和BRpop 一组

Set类型 S

V中的值可以看做没有value 只有key（不可重复、无序）的hashMap
特点：（hashMap中key的特点）

无序 ：用hash计算角标
元素不可重复
查找速度快：具有hash表
支持交集、并集、差集

常用命令：

sAdd 【K】【value…】：一次插入一个或多个数据
sRem 【K】【value】：移除一个或多个Key中指定元素
Scard 【Key】：计算key中元素个数
SisMember 【key】【value】：判断key中某个value是否存在

运算命令
Sinter 【key1】【key2…】:求两个或多个集合间的交集
Sdiff 【key1】【key2…】:求两个或多个集合间的差集
Sunion 【key1】【key2…】:求两个或多个集合间的并集
命令练习案例

SortedSet类型 Z

可排序的Set集合。每个元素带有一个score属性，根据score进行排序（底层是通过跳表）默认是升序（从小到大）
特点：

可排序：可排序的Set
继承的set特点：
查询数据快
数据不重复
支持交集、并集、差集

使用场景：排行榜

常用命令

Zadd 【key】【【score】【value】…】：向key中添加数据{score：value}
Zrem 【key】【value】：根据key中 value进行删除
Zscore 【key】【value】：查找key中value对用score值
Zrank 【key】【value】：获取key中指定value的排名
Zcard 【key】：获取key中元素个数
Zcount 【key】【分数min】【分数max】：按照score排序 分数范围，统计个数
Zrange 【key】【排名min】【排名max】：按照score排序 排名范围，获取元素
ZrangeByScore 【key】【分数 min】【分数max】：按照score 分数范围，获取元素
ZincrBy 【key】【步长】【value】：在key中找到value 将其Score 加上指定数值

降序排名（从大到小）
在所以命令Z后加上 REV

运算命令

Zinter 【key1】【key2…】:求两个或多个集合间的交集
Zdiff 【key1】【key2…】:求两个或多个集合间的差集
Zunion 【key1】【key2…】:求两个或多个集合间的并集
练习：

其他数据类型

Stream

redis5.0 引入的新数据类型,一个功能完善的消息队列。通常用于异步处理任务
生产者常用命令：

xAdd 【队列的key】* 【【key】【value】…】
每添加一次，即使有多个k_v对，也算一条消息
xLen 【队列的key】查看队列中消息的数量
消费者常用命令：
Xread count 【一次读取条数】block 【阻塞时间】 strames 【队列的key…】 $ 读取阻塞等待读取最新的消息

Geo

用来存储和处理地理位置信息，本质是一个SortedSet
常用命令:

GeoAdd 【key】【【经度】【维度】【点的名称】…】添加多个位置点（通过经纬度确定）

在这里插入图片描述

GeoDist 【key】【点1的名称】【点2的名称】（【单位 km】默认为m）：查询两点间的距离
GeoHash 【key】【点的名称】: 将点的信息以hash字符串的形式，方便储存
GeoPos 【key】【点的名字】：显示key中某个点的经纬度
GeoSearch 【key】fromLonLat 【中心的经度】【中心的维度】ByRadius 【距离值】【单位 m/ km 】(withDist 带上距离) ：查询距离中心【形状如圆形，方形】距离小于多少【距离值】【单位】的所有点，默认升序 6.2版本出现

bitMap

储存多个二进制信息，多用于签到
常用命令：

setBit 【key】【要设置第几位】【置为 1 or 0】：将key的第几个位置存入一个 0 或 1 。默认为0 （常用于签到）
getBit 【key】【要获取第几位】：获取key的第几位的bit值 (判断哪天有没有签到)
BitCount 【key】：统计key中1的个数（查看一个月签到了多少天）
BitField 【key】【操作类型 GET】【是否有符号 i：有符号 u:无符号】【读取位数】【从哪里开始读取】：常用无符号的一次读取多个位数的bit位（常用获取具体的签到结果）
BitOp【key】：将bitMap的结果记性运算
bitOps【key】【0 or1】：查找给定的bit值第一次出现的位置

HyperLogLog

常用于进行UV统计。特点：可以记录统计亿级别的流量，而最大占用空间永远不超过16K。不能统计重复数据，且统计有有小于0.81％的误差

PfAdd 【key】【value…(大量)】
PfCount 【key】统计key中的不重复的元素个数
PfMerge 【【key1】【key2】…】：将其他hyperLogLog类型的key进行合并。例如每天统计访问用户数，最后合并可求出一个月的有多少个访问的用户数
h

redis编程客户端

java语言推荐三种客户端

jedis：
- 以命令作为方法名称，简单实用，学习成本低
- 线程不安全，多线程需要基于连接池
lettuce（spring官方默认兼容）:
- 基于Netty实现，支持同步，异步和响应式编程吞吐能力强
- 线程安全
- 支持redis哨兵模式、集群模式、管道模式
Redisson：
- 不在于操作，基于redis实现的分布式
  springDateRedis 可兼容 jedis（额外导入jar包）和lettuce（默认兼容）

jedis使用

使用前确保redis开启远程连接
导入依赖

jedis 依赖 
<dependency>   
	 <groupId>redis.clients</groupId>
	 <artifactId>jedis</artifactId>  
	 <version>3.7.0</version>
</dependency>
测试需要的：
<!--单元测试-->
<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
    <version>5.7.0</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

普通方式
2. 获取Jedis对象，创建连接（ip，port），进行测试

public class JedisTest {
    
    

    private Jedis jedis;

//    所有测试方法运行前初始化
    @BeforeEach
    void setUp(){
    
    
        String host="192.168.83.100";
        int port=6379;
        String password="1234";

        jedis=new Jedis(host,port);
        jedis.auth(password);
        jedis.select(0);
    }

//    所有测试方法运行后 执行
    @AfterEach
    void connectDown(){
    
    
        if(jedis!=null){
    
    
            jedis.close();
        }
    }

    @Test
    void testString(){
    
    
        jedis.set("name","jedis test!");
        System.out.println(jedis.get("name"));
    }
    
}

在这里插入图片描述
连接池方式
例：
使用jedis完成

由于Jedis线程不安全，并发环境需要使用线程池（频繁创建销毁消耗性能）由连接池创建对象
连接池工厂类

public class JedisConnectFactory {
    
    

    private static final JedisPool jedisPool;
    static {
    
    
        JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
        String host="192.168.83.100";
        int port=6379;
        String password="1234";
        int timeout=1000;

//    设置总连接数
        poolConfig.setMaxTotal(8);

//   最大空闲连接    即使没有数据库连接时依然可以保持8个空闲的连接，而不被清除，随时处于待命状态
        poolConfig.setMaxIdle(8);

//      最小空闲连接
        poolConfig.setMinIdle(0);

        jedisPool= new JedisPool(poolConfig,host,port,timeout,password);
    }

    public static Jedis getJedis(){
    
    
        return jedisPool.getResource();
    }
}

连接对象创建


    private Jedis jedis;
    
    @BeforeEach
    void setUp(){
    
    
        jedis= JedisConnectFactory.getJedis();
    }

springDataRedis使用

特点：

整合了 Lettuce和jedis
提供 redisTemplate 封装形成统一API 底层来操作不同客户端
支持基于JDK，JSON，String的数据序列化（将对象变成字符串或字节）和反序列化
支持Redis哨兵和 Redis集群
支持Redis 发布订阅模型

在这里插入图片描述
使用方式：
引入springBoot依赖

   <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.5.7</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

	<dependency>
	    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
	    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
	 </dependency>
      <!--common-pool-->
      <dependency>
          <groupId>org.apache.commons</groupId>
          <artifactId>commons-pool2</artifactId>
      </dependency>

额外功能


      <dependency>
          <groupId>org.springframework.boot</groupId>
          <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
          <scope>test</scope>
      </dependency>

在这里插入图片描述

进行配置

spring:
  redis:
    host: 192.168.83.100
    port: 6379
    password: 1234
    # 如果不配置连接池 连接池将不会生效
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8  #最大连接
        max-idle: 8   #最大空闲连接
        min-idle: 0   #最小空闲连接
        max-wait: 100ms #连接等待时间

获取RedisTemplate 对象进行操作

	@Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
    @Test
    public void testString(){
    
    
        redisTemplate.opsForValue().set("name","spring-data-redis-string");
    }

在这里插入图片描述
问题：

在这里插入图片描述

解决方式：

方案一自动序列化：
使用自定义的RedisTemplate K使用string序列化 V使用json序列化

@Configuration
public class RedisConfig {
    
    
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){
    
    
        // 创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        // 设置连接工厂
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 创建JSON序列化工具
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 设置Key的序列化
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());


        // 设置Value的序列化
        template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);

        // 返回
        return template;
    }
}

注意：使用json序列化需要导入 jackson-databind依赖但springMv依赖会包含

效果：

在这里插入图片描述

方式二：手动序列化
与方式一不同，V也要采用使用String序列化
但不用自己制定，spring专门提供了将K_V都转为 String的 StringRedisTemplate
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效果
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注意