浅显易懂——Redis、SpringDataRedis

redis基础认知

简介

Redis是一个内存型数据库，专门用于高速存储和读取临时数据。与传统数据库（MySQL/Oracle ）不同，Redis 把数据放在内存中操作，因此速度极快（微秒级响应）。

快递柜比喻：

• 传统数据库：你要寄快递时，需要开车去郊区的仓库（磁盘存储），路程远耗时长
• Redis：直接在小区门口设置智能快递柜（内存存储），存取物品只需30秒

核心特征

特征	说明	类比
内存存储	数据主要在内存中操作，速度极快	快递柜就在楼下，随用随取
数据结构丰富	支持字符串、哈希、列表等5种核心结构	快递柜有小格（String）、大格（Hash）、冷冻柜（Sorted Set）
持久化能力	可定期将内存数据保存到磁盘	每天凌晨把快递柜里的物品转存到仓库备份

数据结构

String（字符串）

场景：缓存HTML片段、用户会话；计数器；分布式锁
常用命令：

> SET user:1001 "张三"        # 设置值
> GET user:1001              # 获取值
> INCR article:2023:views    # 自增计数器
> SETEX token:abc 3600 "123" # 设置带过期时间的值（单位：秒）

java操作示例（先做了解~）：

// 存储字符串
redisTemplate.opsForValue().set("user:1001", "张三");// 自增操作
Long views = redisTemplate.opsForValue().increment("article:2023:views");// 设置过期时间
redisTemplate.opsForValue().set("token:abc", "123", 3600, TimeUnit.SECONDS);

Hash（哈希）

场景：存储用户信息、商品属性；频繁修改部分字段的对象（如用户积分）
常用命令：

> HSET user:1001 name "李雷" age 28   # 设置多个字段
> HGET user:1001 name               # 获取单个字段
> HGETALL user:1001                 # 获取所有字段
> HINCRBY user:1001 score 10        # 增加数值字段

Java 操作示例：

// 存储对象
Map<String, Object> user = new HashMap<>();
user.put("name", "李雷");
user.put("age", 28);
redisTemplate.opsForHash().putAll("user:1001", user);// 获取单个字段
String name = (String) redisTemplate.opsForHash().get("user:1001", "name");// 增加数值
redisTemplate.opsForHash().increment("user:1001", "score", 10);

List

适用场景：消息队列（简易版）；最新消息列表（如微博时间线）；记录用户操作历史
常用命令：

> LPUSH news:latest "新闻A"        # 头部插入元素
> RPUSH news:latest "新闻B"        # 尾部插入元素
> LRANGE news:latest 0 4          # 获取前5条元素
> LPOP news:latest                # 移除并返回头部元素

Java 操作示例：

// 头部插入元素
redisTemplate.opsForList().leftPush("news:latest", "新闻A");// 获取前5条元素
List<String> latestNews = redisTemplate.opsForList().range("news:latest", 0, 4);// 模拟队列操作（生产者-消费者）
redisTemplate.opsForList().rightPush("task_queue", "task1");
String task = redisTemplate.opsForList().leftPop("task_queue");

Set

适用场景：标签系统（文章标签）；好友关系（共同好友）；抽奖去重（确保用户不重复参与）
常用命令：

> SADD tags:2023 "Java" "Redis"      # 添加元素
> SMEMBERS tags:2023                # 获取所有元素
> SISMEMBER tags:2023 "Java"        # 检查元素是否存在
> SINTER tags:2023 tags:hot         # 获取两个集合的交集

Java 操作示例：

// 添加标签
redisTemplate.opsForSet().add("tags:2023", "Java", "Redis");// 检查标签是否存在
boolean exists = redisTemplate.opsForSet().isMember("tags:2023", "Java");// 获取交集
Set<String> commonTags = redisTemplate.opsForSet().intersect("tags:2023", "tags:hot");

Sorted Set（有序集合）

适用场景：实时排行榜（游戏积分、热搜榜）；延迟队列（用分数存储执行时间戳）；带权重的任务调度
常用命令：

> ZADD leaderboard 95 "PlayerA" 80 "PlayerB"  # 添加带分数的元素
> ZRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES          # 获取前三名（升序）
> ZREVRANK leaderboard "PlayerA"             # 获取降序排名

Java 操作示例：

// 添加玩家得分
redisTemplate.opsForZSet().add("leaderboard", "PlayerA", 95);
redisTemplate.opsForZSet().add("leaderboard", "PlayerB", 80);// 获取前3名（降序）
Set<ZSetOperations.TypedTuple<String>> top3 = redisTemplate.opsForZSet().reverseRangeWithScores("leaderboard", 0, 2);// 获取玩家排名
Long rank = redisTemplate.opsForZSet().reverseRank("leaderboard", "PlayerA");

其它数据结构

HyperLogLog
用途：基数统计（估算不重复元素数量，误差率约 0.81%）。
示例：统计网站 UV（独立访客）。

redisTemplate.opsForHyperLogLog().add("uv:20231001", "user1", "user2");
Long count = redisTemplate.opsForHyperLogLog().size("uv:20231001");

Bitmap（位图）
用途：位操作，适合二值状态统计（如用户签到）。

// 用户1001在第5天签到
redisTemplate.opsForValue().setBit("sign:1001", 5, true);
// 统计本月签到天数
Long count = redisTemplate.execute((RedisCallback<Long>) conn -> conn.bitCount("sign:1001".getBytes()));

Stream
用途：消息队列（支持消费者组、消息持久化）。

// 发送消息
Map<String, Object> message = new HashMap<>();
message.put("event", "order_paid");
message.put("orderId", "20231001123456");
redisTemplate.opsForStream().add("order_events", message);

常见误区

• 误区：Redis 是另一个 MySQL
  真相：Redis 通常作为缓存层使用，MySQL 才是核心数据存储（类似快递柜不能替代仓库）

• 误区：所有数据都该放 Redis
  正确做法：只缓存高频访问数据（如用户会话、热门商品），冷数据仍存数据库

• 误区：Redis 数据永不丢失
  实际情况：默认配置下重启会导致数据丢失，需配置持久化策略（类似快递柜断电时部分格子可能清空）

Jedis、Lettuce

简介

Jedis 和 Lettuce 都是 Java 程序与 Redis 通信的客户端库，就像是你与快递柜之间的“钥匙”或“遥控器”。它们帮助你在 Java 应用程序中方便地操作 Redis。

• Jedis：类似于传统的“钥匙”，你需要手动管理连接的创建和关闭。
• Lettuce：更像是现代的“遥控器”，支持更高级的功能（如异步操作、线程安全等），并且更适合高并发场景。

Jedis 和 Lettuce 是底层工具，直接与 Redis 进行通信。

示例

使用 Jedis

// 手动管理连接
Jedis jedis = new Jedis("localhost");
jedis.set("user:1001", "张三");
String name = jedis.get("user:1001");
jedis.close();

使用 Lettuce

// 自动管理连接，支持异步操作
StatefulRedisConnection<String, String> connection = redisClient.connect();
RedisAsyncCommands<String, String> asyncCommands = connection.async();
asyncCommands.set("user:1001", "张三").thenRun(() -> {asyncCommands.get("user:1001").thenAccept(System.out::println);
});

Spring Data Redis

简介

Spring Data Redis 是 Java 程序与 Redis 之间的翻译官。它帮你：

• 自动管理 Redis 连接池（不用手工开/关快递柜门）
• 提供简洁的 API 操作 Redis（封装了复杂的底层命令）
• 与 Spring 缓存注解无缝集成（@Cacheable等）

Spring Data Redis 是高层抽象，它基于 Jedis 或 Lettuce 提供更简单、更强大的功能。
在 Spring Boot 中，默认已集成 Lettuce。仅当需要切换为 Jedis 时，才需显式配置。

示例

redisTemplate.opsForValue().set("user:1001", "张三");
String name = (String) redisTemplate.opsForValue().get("user:1001");

Spring Data Redis 核心组件

组件	作用	类比
RedisTemplate	执行所有 Redis 操作的主入口	快递柜的总控面板
ConnectionFactory	管理 Redis 服务器连接（如Jedis/Lettuce）	快递柜的网络连接模块
@Cacheable	自动缓存方法返回值	快递柜自动记住你常存的物品位置

开发要点

1. 数据结构选择：根据业务场景选最合适的结构（80%性能优化来源于此）

   • 需要排序 → Sorted Set
   • 需要去重 → Set
   • 需要快速查询单个属性 → Hash

2. 内存管理：通过 maxmemory-policy 配置淘汰策略（如LRU淘汰最近最少使用的数据）

3. 连接池配置：根据并发量调整连接数（类似控制快递柜同时使用的人数）

   spring.redis.jedis.pool:max-active: 20  # 最大并发连接数max-idle: 10    # 最大空闲连接min-idle: 5     # 最小保持连接