项目中引入 Redis 及 常用五种数据类型

        在平常的开发过程中，我们经常会用到缓存的技术。比如，验证码60秒后过期、计数器的实现、商品信息存储在缓存中快速展示等。那么，项目中经常会使用到的便是 redis 缓存。redis 在内存中操作，读写快。Redis 常用的数据类型有五种，String、List、Hash、Set、Sorted Set。那么，今天我们总结下项目中引入 Redis 及常见数据类型操作。

     一：概述

        Redis 基于内存的数据结构存储系统，主要用于缓存、分布式锁等场景。数据结构丰富：Redis 支持多种数据结构，常用的如字符串（String）、列表（List）、哈希（Hash）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）等。可以支持不同业务场景的使用。
        Redis 将数据存储在内存中，读写快。内存的高速访问特性使得 Redis 可以在短时间内处理大量的请求，适用于对性能要求极高的场景，如实时数据处理、缓存等。Redis 也提供了持久化机制，如 RDB（Redis Database）快照和 AOF（Append Only File）日志，能够将内存中的数据定期或实时地保存到磁盘上，以防止数据丢失。
        Redis 的命令具有原子性，即一个命令要么完全执行，要么完全不执行，不会出现部分执行的情况。这保证了数据的一致性和完整性。

      二：引入依赖

<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
     <version>2.1.5.RELEASE</version> <!-- 版本与 Spring Boot 保持一致 -->
</dependency>

        注意：引入 Redis 的版本与 Springboot 版本保持一致。

     三：redis 连接信息配置

        1：如果 Spring boot 2.x 版本，那么在 application.yml 中配置 redis 连接信息如下：

spring:
  redis:
    # 连接地址
    host: 127.0.0.1
    # 端口
    port: 6379
    # 数据库
    database: 0
    # 用户名
    # username: username
    # 密码
    password: passrord
    # 连接超时
    # connect-timeout: 5s
    # 读超时
    # timeout: 30

        2：如果 Spring boot 3.x 版本，那么在 application.yml 中配置 redis 连接信息如下：

spring:
    data:
	  redis:
		# 连接地址
		host: 127.0.0.1
		# 端口
		port: 6379
		# 数据库
		database: 0
		# 用户名
		# username: username
		# 密码
		password: passrord
		# 连接超时
		# connect-timeout: 5s
		# 读超时
		# timeout: 30

        注意：Spring Boot 3.x 对配置属性进行了更严格的规范化，将数据相关的配置统一到 spring.data 命名空间下，提高一致性和可维护性。

     四：五种常用数据类型

     1：字符串 String

        应用场景：验证码、计数器、分布式锁，最大可存储 512 m。

        代码示例：

// 操作字符串
// 不设置过期时间
stringRedisTemplate.opsForValue().set("11", "蜜薯");
// 设置过期时间为 10 秒钟
stringRedisTemplate.opsForValue().set("12", "马铃薯", Duration.ofSeconds(10));
// 设置过期时间为 10 秒钟
stringRedisTemplate.opsForValue().set("13", "红薯", 10,  TimeUnit.SECONDS);
// 获取值
String value11 = stringRedisTemplate.opsForValue().get("11");
log.info("value11={}", JSONUtil.toJsonStr(value11));	

      2：列表 List

        应用场景：有序元素集合 用户搜索近十条历史记录、最新消息展示

        代码示例：

// 有序元素集合 用户搜索近十条历史记录、最新消息展示
// 操作 list
List<SysDictData> dictDataList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    SysDictData dictData = new SysDictData();
    dictData.setDictCode(Long.valueOf(i));
    dictData.setDictLabel("字典" + i);
    dictDataList.add(dictData);
}
// 将 list 对象转为 String
// 不设置过期时间
stringRedisTemplate.opsForValue().set("dictListString", JSONUtil.toJsonStr(dictDataList));
// 设置过期时间
stringRedisTemplate.opsForValue().set("dictListString", JSONUtil.toJsonStr(dictDataList), 10, TimeUnit.MINUTES);
String dictListString = stringRedisTemplate.opsForValue().get("dictListString");
List<SysDictData> dictDataListRedis = JSONUtil.toList(dictListString, SysDictData.class);
log.info("dictDataListRedis={}", JSONUtil.toJsonStr(dictDataListRedis));

stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("dictList", "字典1");
stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("dictList", "字典2");
stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("dictList", "字典3");
stringRedisTemplate.opsForList().leftPush("dictList", "字典4");

stringRedisTemplate.opsForList().rightPush("dictList", "字典5");
// 取出 list 中所有的值
List<String> dictListValueAll = stringRedisTemplate.opsForList().range("dictList", 0, -1);
log.info("dictListValueAll={}", JSONUtil.toJsonStr(dictListValueAll));
// 取出 list 中前三条数据
List<String> dictListValueThree = stringRedisTemplate.opsForList().range("dictList", 0, 2);
log.info("dictListValueThree={}", JSONUtil.toJsonStr(dictListValueThree));

      3：哈希 Hash

        应用场景：field-value 映射表，适合存储对象，用户属性信息、商品信息

        代码示例：

// 添加 111 用户
stringRedisTemplate.opsForHash().put("111", "name", "张三");
stringRedisTemplate.opsForHash().put("111", "age", "98");
stringRedisTemplate.opsForHash().put("111", "phone", "123456789");
stringRedisTemplate.opsForHash().put("111", "address", "西安");
// 添加 222 用户
stringRedisTemplate.opsForHash().put("222", "name", "李四");
stringRedisTemplate.opsForHash().put("222", "age", "88");
stringRedisTemplate.opsForHash().put("222", "phone", "123456789");
stringRedisTemplate.opsForHash().put("222", "address", "宝鸡");
// 获取全部元素
Map<Object, Object> scoresMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries("scores");
log.info("scoresMap={}", JSONUtil.toJsonStr(scoresMap));
// 获取某个 key 的值
Object scoresSingleMap = stringRedisTemplate.opsForHash().get("scores", "112");
log.info("scoresSingleMap={}", JSONUtil.toJsonStr(scoresSingleMap));

      4：集合 Set

        应用场景：无序、元素不可重复 抽奖系统、计数器

        代码示例：

stringRedisTemplate.opsForSet().add("cities", "11", "12", "13", "14", "15", "16");
// 获取到所有值 适合数据量小
Set<String> setCitiesAll = stringRedisTemplate.opsForSet().members("cities");
log.info("setCitiesAll={}", JSONUtil.toJsonStr(setCitiesAll));

      5：有序集合 Sorted Set

        应用场景：带分数的 set，分数可以重复，元素唯一   排行榜、范围查询

        代码示例：

stringRedisTemplate.opsForZSet().add("studentIds", "111", 1);
stringRedisTemplate.opsForZSet().add("studentIds", "112", 2);
stringRedisTemplate.opsForZSet().add("studentIds", "113", 3);
stringRedisTemplate.opsForZSet().add("studentIds", "114", 4);
stringRedisTemplate.opsForZSet().add("studentIds", "115", 5);
stringRedisTemplate.opsForZSet().add("studentIds", "116", 6);
// 数据量小，全部获取        
Set set = stringRedisTemplate.opsForZSet().range("studentIds", 0, -1);
log.info("studentIds set={}", JSONUtil.toJsonStr(set));

        如果数据量大，则分页获取：

// 获取数据总条数
Long totalSize = stringRedisTemplate.opsForZSet().size("studentIds");
// 分页获取key中的数据
Set<String> studentIdsSet = new HashSet<>();
// 每页获取的记录数
int pageSize = 2;
// 计算总页数   
int totalPages = (int) Math.ceil(totalSize / (double) pageSize);
for (int page = 0; page < totalPages; page++) {
    // 每次获取数据开始的位置
    long start = (long) page * pageSize;
    // 每次获取数据结束的位置
    long end = start + pageSize - 1;
    // 获取数据
    Set<ZSetOperations.TypedTuple<String>> setData = stringRedisTemplate.opsForZSet().rangeWithScores("studentIds", start, end);
    if (CollUtil.isNotEmpty(setData)) {
    // 将数据进行转换
        Set<String> cacheData = setData.stream()
            .map(item -> {
                String value = JSONObject.parseObject(item.getValue(), String.class);
                return value;
            }).filter(Objects::nonNull).collect(Collectors.toSet());
         studentIdsSet.addAll(cacheData);
    }
}

     五：总结

       以上为项目中引入 Redis 的基本步骤，以及常见五种数据类型的应用场景及操作方法。
       Redis 广泛应用于缓存、消息队列、实时分析、分布式锁等场景。它支持多种数据结构（如 String、List、Hash、Set、Sorted Set等），并提供了持久化、高可用、集群、事务、Lua 脚本、发布/订阅等。
       Redis 数据存储在内存中，读写速度快，适用于高并发低延迟场景。同时，它支持 RDB（快照）和 AOF（日志追加）持久化，确保数据安全。