Redis入门篇

一.初识Redis

1.认识Nosql

1.SQL是关系型数据库，NoSQL是非关系型数据库

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2.认识Redis

1.Redis诞生于2009年全称是Remote Dictionary Server，远程词典服务器，是一个基于内存的键值型NoSQL数据库

2.特征：

  • 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、IO多路复用、良好的编码）
  • 支持数据持久化
  • 支持主从集群、分片集群
  • 支持多语言客户端

3.安装Redis

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3.1.安装Redis依赖

Redis是基于C语言编写的，因此首先需要安装Redis所需要的gcc依赖：

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yum install -y gcc tcl

3.2.上传安装包并解压

然后将课前资料提供的Redis安装包上传到虚拟机的任意目录：

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例如，我放到了/usr/local/src 目录：

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解压缩：

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tar -xzf redis-6.2.6.tar.gz

解压后：

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进入redis目录：

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cd redis-6.2.6

运行编译命令：

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make && make install

如果没有出错，应该就安装成功了。

默认的安装路径是在 /usr/local/bin目录下：

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该目录以及默认配置到环境变量，因此可以在任意目录下运行这些命令。其中：

  • redis-cli：是redis提供的命令行客户端
  • redis-server：是redis的服务端启动脚本
  • redis-sentinel：是redis的哨兵启动脚本

3.3.启动

redis的启动方式有很多种，例如：

  • 默认启动
  • 指定配置启动
  • 开机自启

3.3.1.默认启动

安装完成后，在任意目录输入redis-server命令即可启动Redis：

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redis-server

如图：

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这种启动属于前台启动，会阻塞整个会话窗口，窗口关闭或者按下CTRL + C则Redis停止。不推荐使用。

3.3.2.指定配置启动

如果要让Redis以后台方式启动，则必须修改Redis配置文件，就在我们之前解压的redis安装包下（/usr/local/src/redis-6.2.6），名字叫redis.conf：

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我们先将这个配置文件备份一份：

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cp redis.conf redis.conf.bck

然后修改redis.conf文件中的一些配置：

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# 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 123321

Redis的其它常见配置：

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# 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 1
# 设置redis能够使用的最大内存
maxmemory 512mb
# 日志文件，默认为空，不记录日志，可以指定日志文件名
logfile "redis.log"

启动Redis：

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# 进入redis安装目录 
cd /usr/local/src/redis-6.2.6
# 启动
redis-server redis.conf

停止服务：

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# 利用redis-cli来执行 shutdown 命令，即可停止 Redis 服务，
# 因为之前配置了密码，因此需要通过 -u 来指定密码
redis-cli -u 123321 shutdown

3.3.3.开机自启

我们也可以通过配置来实现开机自启。

首先，新建一个系统服务文件：

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vi /etc/systemd/system/redis.service

内容如下：

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[Unit]
Description=redis-server
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/src/redis-6.2.6/redis.conf
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后重载系统服务：

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systemctl daemon-reload

现在，我们可以用下面这组命令来操作redis了：

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# 启动
systemctl start redis
# 停止
systemctl stop redis
# 重启
systemctl restart redis
# 查看状态
systemctl status redis

执行下面的命令，可以让redis开机自启：

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systemctl enable redis

3.4.Redis客户端

安装完成Redis，我们就可以操作Redis，实现数据的CRUD了。这需要用到Redis客户端，包括：

  • 命令行客户端
  • 图形化桌面客户端
  • 编程客户端

3.4.1 Redis命令行客户端

Redis安装完成后就自带了命令行客户端：redis-cli，使用方式如下：

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redis-cli [options] [commonds]

其中常见的options有：

  • -h 127.0.0.1：指定要连接的redis节点的IP地址，默认是127.0.0.1
  • -p 6379：指定要连接的redis节点的端口，默认是6379
  • -a 123321：指定redis的访问密码

其中的commonds就是Redis的操作命令，例如：

  • ping：与redis服务端做心跳测试，服务端正常会返回pong

不指定commond时，会进入redis-cli的交互控制台：

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3.4.2 图形化桌面客户端

（1）安装链接：https://pan.baidu.com/s/1n_aLo3LskSYvQ_2gWIMxnw
提取码：hk7m

（2） 建立连接

点击左上角的连接到Redis服务器按钮：

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在弹出的窗口中填写Redis服务信息：

点击确定后，在左侧菜单会出现这个链接：

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点击即可建立连接了：

注：如果连接不上要关闭linux的防火墙systemctl stop firewalld.service

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Redis默认有16个仓库，编号从0至15. 通过配置文件可以设置仓库数量，但是不超过16，并且不能自定义仓库名称。

如果是基于redis-cli连接Redis服务，可以通过select命令来选择数据库：

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# 选择 0号库
select 0

二、Redis常见命令

1. Redis数据结构介绍

1.1 介绍

1.Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样。

redis的数据结构是针对value的

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1.2 命令使用方法帮助

1.Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令,也可以通过终端查找命令的使用。

例如想知道例如想知道keys命令怎么用可以在终端打出help keys

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2. Redis通用命令

1.通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

命令 作用
keys 查看符合模板的所有key
del 删除一个指定的key
exists 判断key是否存在
expire 给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
ttl 查看一个KEY的剩余有效期

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

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3. 不同数据结构的操作命令

3.1 String类型的常见命令

3.1.1介绍

（1）String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

string：普通字符串

int：整数类型，可以做自增、自减操作

float：浮点类型，可以做自增、自减操作

（2）不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

3.1.2命令

String的常见命令有 描述 例子
set 添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对 set name jack
get 根据key获取String类型的value get name
mset 批量添加多个String类型的键值对 mset name jack age 19
mget 根据多个key获取多个String类型的value mget name age
incr 让一个整型的key自增1 incr age
incrby 让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2 incr age 3
incrbyfloat 让一个浮点类型的数字自增并指定步长 incrbyfloat num 2.1
setnx 添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行 setnx name jack
setex 添加一个String类型的键值对，并且指定有效期 setex name 20 jack

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setnx name jack命令其实和set name jack nx这个命令效果类似，nx是set命令选项（如图）

setex name 10 jack 命令其实和set name jack ex 10命令效果类似，ex是set命令选项

3.1.3Redis的key的格式，[项目名]:[业务名]:[类型]:[id]

（1）原因：Redis没有类似MySQL中的Table的概念，我们该如何区分不同类型的key呢？例如，需要存储用户、商品信息到redis，有一个用户id是1，有一个商品id恰好也是1。

（2）解决：Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用’:’隔开，格式如下：

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（3）例子

例如我们的项目名称叫 heima，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

uuser相关的key：heima:user:1

uproduct相关的key：heima:product:1

3.2Hash类型的常见命令

3.2.1介绍

（1）Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

原因：String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便（如图）

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解决：Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD（如图）

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3.2.2Hash类型的常见命令

Hash的常见命令有： 描述 例子
HSET key field value 添加或者修改hash类型key的field的值 hset heima:user:3 name jack
HGET key field 获取一个hash类型key的field的值 hget heima:user:3 name
HMSET 批量添加多个hash类型key的field的值 hmset heima:user:3 name jack age 18
HMGET 批量获取多个hash类型key的field的值 hmget heima:user:3 name age
HGETALL 获取一个hash类型的key中的所有的field和value hgetall heima:user:3
HKEYS 获取一个hash类型的key中的所有的field hkeys heima:user:3
HVALS 获取一个hash类型的key中的所有的value hvals heima:user:3
HINCRBY 让一个hash类型key的字段值自增并指定步长 hincrby heima:user:3 age 5
HSETNX 添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行 hsetnx heima:user:3 sex man

3.3List类型的常用命令

3.3.1.介绍

(1)Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。(左右两边都可进行插入弹出)

(2)特征也与LinkedList类似：

  • 有序
  • 元素可以重复
  • 插入和删除快
  • 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

3.3.2 List类型的常用命令

命令 描述 例子
LPUSH key element … 向列表左侧插入一个或多个元素 lpush users 1 2 3
RPUSH key element … 向列表右侧插入一个或多个元素 rpush users 3 4 5
LPOP key [count] 移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil ,count不写就移除一个，写了就移除count个 lpop users
RPOP key [count] 移除并返回列表右侧的第一个元素，count不写就移除一个，写了就移除count个 rpop users
LRANGE key star end RPOP key [count]返回一段角标（下标）范围内的所有元素 lrange users 0 2
BLPOP和BRPOP 与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil,例如blpop users 200，200是指list中没有元素的时候不是直接返回nil,而是等待200秒，如果200秒内插入值就返回，200秒内没有插入值就返回nil blpop users 200

3.3.4思考

1、如何利用List结构模拟一个栈?（清新脱俗的例子，喝酒喝吐了就是栈，先进后出）

  • 入口和出口在同一边（例如都用lpush和lpop）

2、如何利用List结构模拟一个队列?（喝酒喝了没吐去上厕所就是队列,先进先出）

  • 入口和出口在不同边(例如都用lpush和rpop)

3、如何利用List结构模拟一个阻塞队列?

  • 入口和出口在不同边(例如都用lpush和rpop)

  • 出队时采用BLPOP或BRPOP

3.4Set类型的常用命令

3.4.1 介绍

(1)Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

  • 无序
  • 元素不可重复
  • 查找快
  • 支持交集、并集、差集等功能

3.4.2 Set类型常用命令

单个集合的操作

命令 介绍 例子
SADD key member … 向set中添加一个或多个元素 sadd s1 a b c
SREM key member … 移除set中的指定元素 srem s1 a b c
SCARD key 返回set中元素的个数 scard s1
SISMEMBER key member 判断一个元素是否存在于set中 sismember s1 a
SMEMBERS 获取set中的所有元素 smembers s1

多个集合的操作

命令 介绍 例子
SINTER key1 key2 … 求key1与key2的交集 sinter s1 s2
SDIFF key1 key2 … 求key1与key2的差集,例如sdiff s1 s2，就是查找s1有但s2没有的元素 sdiff s1 s2
SUNION key1 key2 … 求key1和key2的并集 sunion s1 s2

练习

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3.5 SortedSet类型的常用命令

3.5.1介绍

(1)Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：

  • 可排序
  • 元素不重复
  • 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

3.5.2 SortedSet类型的常用命令

（1）命令

命令 介绍
ZADD key score member 添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
ZREM key member 删除sorted set中的一个指定元素
ZSCORE key member 获取sorted set中的指定元素的score值
ZRANK key member 获取sorted set 中的指定元素的排名
ZCARD key 获取sorted set中的元素个数
ZCOUNT key min max 统计score值在给定范围内的所有元素的个数
ZINCRBY key increment member 让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
ZRANGE key min max 按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
ZRANGEBYSCORE key min max 按照score排序后，获取指定score范围内的元素
ZDIFF、ZINTER、ZUNION 求差集、交集、并集

注：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可，例如ZRANK key member就是升序的排序，ZREVRANK key member就是降序的排序

（2）练习

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三、Redis的Java客户端

1.介绍

（1）在Redis官网中提供了各种语言的客户端，地址：https://redis.io/clients

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（2）redis的java客户端如下图

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2.Jedis客户端

2.1.jedis

（1）Jedis的官网地址： https://github.com/redis/jedis，我们先来个快速入门：

（2）开发步骤

1.建立一个maven工程，引入依赖

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<!--jedis依赖-->
<dependency>
          <groupId>redis.clients</groupId>
          <artifactId>jedis</artifactId>
          <version>3.7.0</version>
      </dependency>
          
<!--要测试所以引入单元测试依赖-->
      <dependency>
          <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
          <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
          <version>5.8.2</version>
          <scope>test</scope>
      </dependency>

2.建立连接,测试，关闭连接

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package com.itheima.test;

import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.Map;

/**
 * @author 许伟浩
 * @version 1.0
 */
public class JedisTest {
    private Jedis jedis;

    //@BeforeEach表示在所有测试方法执行之前执行该方法
    @BeforeEach
    void setUp(){
        //建立连接
        jedis = new Jedis("192.168.200.130",6379);
        //设置密码
        jedis.auth("123321");
        //选择库
        jedis.select(0);
    }

    //表示在所有测试方法执行之后执行该方法，关闭连接
    @AfterEach
    void close(){
        if(jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }

    //测试String类型
    @Test
    void testString(){
        String s1 = jedis.set("name", "小黑");
        System.out.println(s1);
        String s2 = jedis.set("age", "22");
        System.out.println(s2);
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println(name);
    }

    //测试Hash类型
    @Test
    void testHash(){
        jedis.hset("user","name","zhangsan");
        jedis.hset("user","agr","19");
        String hget = jedis.hget("user", "name");
        System.out.println(hget);
        Map<String, String> map = jedis.hgetAll("user");
        System.out.println(map);
    }

}

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2.2Jedis连接池

（1）原因:Jedis本身是线程不安全的，并且频繁的创建和销毁连接会有性能损耗，因此我们推荐大家使用Jedis连接池代替Jedis的直连方式。

（2）步骤，创建配置类JedisConnectionFactory，进行配置，然后jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();

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package com.itheima.jedis.util;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

/**
 * @author 许伟浩
 * @version 1.0
 */
public class JedisConnectionFactory {
    private static final JedisPool jedisPool;
    static {
        //配置连接池
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        //最大连接数量
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(8);
        //最大空闲连接数量（没有人连的时候，最多备用的数量）
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(8);
        //最小空闲连接数量（没有人连的时候，最少备用的数量）
        jedisPoolConfig.setMinIdle(0);
        //没有连接可连的时候最长等多久
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(1000);
        //创建连接池对象
        jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig,"192.168.200.130",
                6379,1000,"123321");
    }

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

}

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package com.itheima.test;

import com.itheima.jedis.util.JedisConnectionFactory;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.Map;

/**
 * @author 许伟浩
 * @version 1.0
 */
public class JedisTest {
    private Jedis jedis;

    //@BeforeEach表示在所有测试方法执行之前执行该方法
    @BeforeEach
    void setUp(){
        //建立连接
        jedis = JedisConnectionFactory.getJedis();
        //选择库
        jedis.select(0);
    }

    //表示在所有测试方法执行之后执行该方法
    @AfterEach
    void close(){
        if(jedis!=null){
            jedis.close();
        }
    }

    @Test
    void testString(){
        String s1 = jedis.set("name1", "小黑");
        System.out.println(s1);
        String s2 = jedis.set("age", "22");
        System.out.println(s2);
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println(name);
    }


}

注：如果测试报错可能是linux防火墙的问题

3.SpringDataRedis

3.1介绍

1.SpringData是Spring中数据操作的模块，包含对各种数据库的集成，其中对Redis的集成模块就叫做SpringDataRedis，官网地址：https://spring.io/projects/spring-data-redis

  • 提供了对不同Redis客户端的整合（Lettuce和Jedis）

  • 提供了RedisTemplate统一API来操作Redis

  • 支持Redis的发布订阅模型

  • 支持Redis哨兵和Redis集群

  • 支持基于Lettuce的响应式编程

  • 支持基于JDK、JSON、字符串、Spring对象的数据序列化及反序列化

  • 支持基于Redis的JDKCollection实现

2.SpringDataRedis中提供了RedisTemplate工具类，其中封装了各种对Redis的操作。并且将不同数据类型的操作API封装到了不同的类型中：

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3.2快速入门

SpringBoot已经提供了对SpringDataRedis的支持，使用非常简单：

1.引入依赖

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<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

2.配置文件

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spring:
  redis:
    host: 192.168.200.130
    port: 6379
    password: 123321
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8
        max-idle: 8
        min-idle: 0
        max-wait: 100ms

3.注入RedisTemplate

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@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

4.测试

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@SpringBootTest
class RedisDemoApplicationTests {
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Test
    void testString() {
    redisTemplate.opsForValue().set("name","隔壁老王");
        Object name = redisTemplate.opsForValue().get("name");
        System.out.println(name);

    }
}

总结：SpringDataRedis的使用步骤：

1.引入spring-boot-starter-data-redis依赖

2.在application.yml配置Redis信息

3.注入RedisTemplate

redis
redis

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