1 Redis
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1.1 什么是Redis？
Redis就是一个能够将信息或数据保存在内存中的缓存数据库。
Redis是一个使用ANSI C编写的开源、支持网络、基于内存、可选持久性的键值对存储数据库。目前Redis的开发由Redis Labs赞助。根据月度排行网站DB-Engines.com的数据，Redis是最流行的键值对存储数据库。
Redis是一个开发好的软件，有固定的使用方式。
Redis的特征：
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Redis是一个内存(缓存)数据库，因为数据保存在内存中，所以速度快，每秒可执行10万次读写操作。
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虽然Redis是一个内存数据库，但是它允许将数据保存在硬盘上，以便出现运行异常时恢复(Redis数据保存到硬盘上的策略有两种：AOF和RDB，可同时开启)
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Redis保存数据使用key-value的格式，类似java中的Map类型集合，这样使用key-value保存数据的数据库统称为"非关系型数据库"，英文"no-sql"（关系型数据库，sql，通过外键等建立关系）
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Redis的key为string类型，value支持各种类型：string、list、set、zset、hash。
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Redis支持微服务系统需要的分布式部署，支持master-slave(一主多从)的模式，以达到"高并发、高可用、高性能"的目的
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Redis的竞品软件memcached，关于它们的区别可以自学
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Redis是一个缓存数据库，以键值对的形式将数据保存到内存中，属于非关系型数据库（nosql），特点是快速响应
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内存数据断电消失
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Redis将数据保存到硬盘的两种方式：AOF、RDB，可同时进行
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有些数据库软件也以key-value形式将数据保存到硬盘上，但是是关系型数据库（sql），如：MongoDB
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关系型数据库主要通过外键等建立关系，一般是存在硬盘上，主要用途是用来保存全部数据，如：MySQL、Oracle、MongoDB、ServerSocket
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非关系型数据库主要以键值对形式将数据保存到内存中，主要是辅助关系型数据库使用，特点是响应速度快
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注意：并非所有的非关系型数据库数据都存在内存中，也有存在硬盘中的
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Redis的竞品memcached，就性能而言，memcached性能好，但是redis可以进行备份到硬盘
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redis可用于数据进行增减的场合，如商品抢购
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redis数据存在内存中，只有重启电脑数据才会清除，一般是1小时无人访问就会自动回收，但是这不是绝对的，一般redis会根据内存分配灵活配置
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1.2 为什么需要Redis？
如下图所示，当faq模块由多台服务器组成时，每个服务器都要缓存一份所有标签，这样会造成缓存冗余，造成内存的浪费。我们可以使用Redis保存所有标签，当任何faq服务器需要时直接从Redis中获取即可，这样节省了内存，提高了服务器性能。
1.3 Redis的安装及初步使用
解压运行下载的Redis，文件夹内容如下所示：
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双击redis-start.bat文件可以启动redis，出现一个界面，这个界面不能关，一关redis就停止了
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redis-cli.exe可以运行操作Redis的客户端
由于每次开机都要启动redis，界面还不能关，不方便。
我们可以实现每次开机自动启动，需要运行下面的文件：
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先运行: service-installing.bat---安装Redis服务到操作系统
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再运行:service-start.bat---启动Redis服务
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如果想停止服务: service-stop.bat
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如果想卸载: service-uninstalling.bat
运行上面的步骤1和2即可，正常情况下，每次开机redis都会自动开启了，然后打开redis-cli.exe，启动后输入info，输出下面的信息就表示redis启动成功了，之后可以在此界面进行代码的编写：
1.4 Redis基本操作
Redis支持如下几种数据类型：
我们主要使用string字符串类型，string类型基本操作如下：
127.0.0.1:6379> set mystr "hello world!" //保存字符串类型
127.0.0.1:6379> get mystr //读取字符串类型
除了保存字符串，Redis还特别适合保存频繁变化的数字。因为如果频繁修改硬盘数据库(mysql)中的数字的话，每次都是硬盘操作，效率低；如果修改的是redis中的数据，那么支持的并发会较大。
除此之外，Redis是一个单线程的程序，没有线程安全问题，所有即使是高并发的程序也能够正确响应数字的变化。
下面是对数字增减的专门命令：
127.0.0.1:6379> set mynum "2" //创建数字，也可直接写数字保存：set mynum 2，默认保存数字为字符串类型
OK
127.0.0.1:6379> get mynum //查询数字
"2"
127.0.0.1:6379> incr mynum //数字增加
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get mynum //查询数字
"3"
127.0.0.1:6379> decr mynum //数字减少
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get mynum //查询数字
"2"
Redis基本命令补充：
List 列表
常用命令: lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等
Redis的list在底层实现上并不是数组而是链表，Redis list 的应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一，比如微博的关注列表，粉丝列表，消息列表等功能都可以用Redis的 list 结构来实现。
Redis list 的实现为一个双向链表，即可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了部分额外的内存开销。
另外可以通过 lrange 命令，就是从某个元素开始读取多少个元素，可以基于 list 实现分页查询，这个很棒的一个功能，基于 redis 实现简单的高性能分页，可以做类似微博那种下拉不断分页的东西（一页一页的往下走），性能高。
lists的常用操作包括LPUSH、RPUSH、LRANGE、RPOP等。可以用LPUSH在lists的左侧插入一个新元素，用RPUSH在lists的右侧插入一个新元素，用LRANGE命令从lists中指定一个范围来提取元素，RPOP从右侧弹出数据。来看几个例子：：
//新建一个list叫做mylist，并在列表头部插入元素"Tom"
127.0.0.1:6379> lpush mylist "Tom"
//返回当前mylist中的元素个数
(integer) 1
//在mylist右侧插入元素"Jerry"
127.0.0.1:6379> rpush mylist "Jerry"
(integer) 2
//在mylist左侧插入元素"Andy"
127.0.0.1:6379> lpush mylist "Andy"
(integer) 3
//列出mylist中从编号0到编号1的元素
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 1
1) "Andy"
2) "Tom"
//列出mylist中从编号0到倒数第一个元素
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "Andy"
2) "Tom"
3) "Jerry"
//从右侧取出最后一个数据
127.0.0.1:6379> rpop mylist
"Jerry"
//再次列出mylist中从编号0到倒数第一个元素
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "Andy"
2) "Tom"
Set 集合
常用命令： sadd,smembers,sunion 等
set 是无序不重复集合，list是有序可以重复集合，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要功能，这个也是list所不能提供的。
可以基于 set 轻易实现交集、并集、差集的操作。比如：在微博应用中，可以将一个用户所有的关注人存在一个集合中，将其所有粉丝存在一个集合Redis可以非常方便的实现如共同关注、共同粉丝、共同喜好等功能，也就是求交集的过程。set具体命令如下：
//向集合myset中加入一个新元素"Tom"
127.0.0.1:6379> sadd myset "Tom"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset "Jerry"
(integer) 1
//列出集合myset中的所有元素
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "Jerry"
2) "Tom"
//判断元素Tom是否在集合myset中，返回1表示存在
127.0.0.1:6379> sismember myset "Tom"
(integer) 1
//判断元素3是否在集合myset中，返回0表示不存在
127.0.0.1:6379> sismember myset "Andy"
(integer) 0
//新建一个新的集合yourset
127.0.0.1:6379> sadd yourset "Tom"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd yourset "John"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers yourset
1) "Tom"
2) "John"
//对两个集合求并集
127.0.0.1:6379> sunion myset yourset
1) "Tom"
2) "Jerry"
3) "John"
Sorted Set 有序集合
常用命令： zadd,zrange,zrem,zcard等
和set相比，sorted set增加了一个权重参数score，使得集合中的元素能够按score进行有序排列。
在直播系统中，实时排行信息包含直播间在线用户列表，各种礼物排行榜，弹幕消息（可以理解为按消息维度的消息排行榜）等信息，适合使用 Redis 中的 SortedSet 结构进行存储。
很多时候，我们都将redis中的有序集合叫做zsets，这是因为在redis中，有序集合相关的操作指令都是以z开头的，比如zrange、zadd、zrevrange、zrangebyscore等等
来看几个生动的例子：
//新增一个有序集合hostset，加入一个元素baidu.com，给它赋予score:1
127.0.0.1:6379> zadd hostset 1 baidu.com
(integer) 1
//向hostset中新增一个元素bing.com，赋予它的score是30
127.0.0.1:6379> zadd hostset 3 bing.com
(integer) 1
//向hostset中新增一个元素google.com，赋予它的score是22
127.0.0.1:6379> zadd hostset 22 google.com
(integer) 1
//列出hostset的所有元素，同时列出其score，可以看出myzset已经是有序的了。
127.0.0.1:6379> zrange hostset 0 -1 with scores
1) "baidu.com"
2) "1"
3) "google.com"
4) "22"
5) "bing.com"
6) "30"
//只列出hostset的元素
127.0.0.1:6379> zrange hostset 0 -1
1) "baidu.com"
2) "google.com"
3) "bing.com"
Hash
常用命令： hget,hset,hgetall 等。
Hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，hash 特别适合用于存储对象，后续操作的时候，你可以直接仅仅修改这个对象中的某个字段的值。 比如我们可以Hash数据结构来存储用户信息，商品信息等等。比如下面我就用 hash 类型存放了我本人的一些信息：
//建立哈希，并赋值
127.0.0.1:6379> HMSET user:001 username antirez password P1pp0 age 34
OK
//列出哈希的内容
127.0.0.1:6379> HGETALL user:001
1) "username"
2) "antirez"
3) "password"
4) "P1pp0"
5) "age"
6) "34"
//更改哈希中的某一个值
127.0.0.1:6379> HSET user:001 password 12345
(integer) 0
//再次列出哈希的内容
127.0.0.1:6379> HGETALL user:001
1) "username"
2) "antirez"
3) "password"
4) "12345"
5) "age"
6) "34"
1.5 SpringBoot操作Redis
添加依赖：像mysql一样，java可以操作mysql数据库，就可以操作Redis。底层我们使用jdbc操作mysql，redis方面底层使用Jedis操作Redis，但是和jdbc操作数据库一样，使用Jedis操作Redis步骤比较繁琐。
我们可以使用Spring Boot Redis操作Redis，这样会很简单，先添加必要依赖，然后才能使用Spring Boot Redis框架，在knows-faq模块的pom.xml文件添加如下：
<!--Spring连接Redis的依赖，上面为底层，下面为封装优化-->
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-redis</artifactId>
</dependency>
application.properties文件中需要配置Redis的ip地址和端口号，就像我们连接数据库也要提供这些资料一样。
# 配置Redis的ip和端口，localhost即127.0.0.1
spring.redis.host=localhost
spring.redis.port=6379
1.6 基本操作
我们可以在测试类中编写代码测试是否可以成功操作redis：
//我们添加Spring Redis的依赖就是向Spring容器中添加了一个可以操作Redis的对象
// RedisTemplate<[key的类型],[value的类型]>
@Autowired
RedisTemplate<String,String> redisTemplate;
@Test
public void redis(){
// 向Redis中保存(添加)数据
redisTemplate.opsForValue().set("myname","东方不败");
System.out.println("ok");
}
@Test
public void getValue(){
//读取Redis中的信息
String name=redisTemplate.opsForValue().get("myname");
System.out.println(name);
}
输出结果：
ok
东方不败
1.7 优化标签缓存
我们学习了怎么操作Redis，下面我们就将TagServiceImpl实现类中获得所有标签的方法修改为从Redis中获取。
转到knows-faq模块： TagServiceImpl 实现类代码修改如下：
@Service
public class TagServiceImpl extends ServiceImpl<TagMapper, Tag> implements ITagService {
//RedisTemplate源代码注入只注入了两个类型
//RedisTemplate<String, String>
//RedisTemplate<Object, Object>
//如果使用@Autowired自动装配,因为泛型类型不匹配,所以会报错
//但是@Resource是id，注入主要参数名称是redisTemplate就可以注入，成功
@Resource
private RedisTemplate<String,List<Tag>> redisTemplate;
//从Spring容器中取TagMapper
@Autowired
private TagMapper tagMapper;
//全查所有Tags
@Override //重写方法
public List<Tag> getTags() {
//先从Redis中获得所有标签的集合
List<Tag> tags = redisTemplate.opsForValue().get("tags");
//如果上面的获取失败，说明Redis中没有所要标签
//那么就是第一次请求，需要连接数据库新增
if(tags==null || tags.isEmpty()){
//连接数据库查询所有标签
tags = tagMapper.selectList(null);
//将全查出来的标签保存到redis中
redisTemplate.opsForValue().set("tags",tags);
System.out.println("Redis已加载所有标签");
}
//千万别忘了修改返回值!!!!
return tags;
}
//全查所有Tags放在Map中
@Override
public Map<String, Tag> getTagMap() {
Map<String,Tag> tagMap = new HashMap<>();
for(Tag t:getTags()){
tagMap.put(t.getName(),t);
}
//千万别忘了修改返回值!!!!
return tagMap;
}
}
重新启动knows-faq服务，访问学生首页，路径为：http://localhost:8080/index_student.html，输出效果如下：
控制台输出内容如下：
之后刷新或重启服务，不再输出该语句，因为数据已经存到redis缓冲中去了，除非重启电脑，重启后加载一次即可，以后不再需要重复加载，直接使用即可。
2 使用Ribbon实现服务间调用
注册和查询所有标签我们已经完成了，下面要完成登录功能，登录功能涉及很多知识点和代码，先来学习Ribbon。
2.1 什么Ribbon？
Ribbon是SpringCloud提供的一个组件，它能够实现微服务之间的互相调用。它的使用不用添加额外依赖，因为使用的非常频繁，在spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery这个依赖中已经集成了。
2.2 Ribbon基本使用
步骤1 : 明确服务的提供者(方法的定义)
服务的提供者也叫生产者，本次调用我们将sys模块作为生成者，需要定义一个方法作为被调用的方法，必须是一个控制器方法才能被Ribbon调用，我们将/v1/auth/demo这个路径的方法作为调用目标。
步骤2 : 在发起调用的一方添加Ribbon的支持
本次调用的发起者是faq模块，在SpringBoot启动类中注入一个能够发起Ribbon请求的对象
@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
@MapperScan("cn.tedu.knows.faq.mapper")
public class KnowsFaqApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(KnowsFaqApplication.class, args);
}
// @Bean表示将下面方法的返回值保存到Spring容器中
@Bean
// 保存到Spring容器的对象支持负载均衡的Ribbon调用
@LoadBalanced
// 这个方法的返回值是实现Ribbon调用的对象,使用它来发起跨服务器的调用请求
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}
步骤3 : 发起调用
使用刚刚保存到Spring容器中的RestTemplate对象调用方法，我们先使用测试类来调用。实际开发中经常会在业务逻辑层中发起，测试类代码如下：
@Autowired
RestTemplate restTemplate;
@Test
public void ribbon(){
// 声明要调用的控制器的路径：
// sys-service:要调用的微服务注册到Nacos的名称
// /v1/auth/demo:要调用的控制器的访问路径
String url="http://sys-service/v1/auth/demo";
// ribbon调用
// 参数url:是上面定义的字符串
// 参数String.class:定义返回值类型的反射,根据实际情况编写即可
String str=restTemplate.getForObject(url,String.class);
System.out.println(str);
}
测试结果：
sys:Hello World!!!
关系示意图如下：
2.3 使用Ribbon通过用户名获得对象
我们下面将刚编写的Ribbon升级，添加了参数，返回值变为了User。faq模块还是请求的发起者(消费者)，根据Ribbon的规则，我们首先要在sys模块中定义一个根据用户名返回用户对象的控制器方法，没有这个方法就要编写这个方法，从业务逻辑层开始。
转到knows-sys模块：
（1）IUserService接口中添加方法：
// 根据用户名查询用户对象
User getUserByUsername(String username);
UserServiceImpl类中实现业务逻辑层方法：
//根据用户名查找用户对象的逻辑层实现
@Override
public User getUserByUsername(String username) {
return userMapper.findUserByUsername(username);
}
（2）控制层代码：AuthController添加方法
@Resource
private IUserService userService;
@GetMapping("/user")//测试路径：http://localhost:8002/v1/auth/user
public User getUser(String username){
return userService.getUserByUsername(username);
}
在faq模块中进行测试，测试执行前保证sys模块重新启动过!
@Test
public void getUser(){
// 有参数的Ribbon调用
// url请求的路径写完之后,使用?分割开始编写参数列表
// 参数的值不能写死要用{1},{2}....这种方式占位
String url="http://sys-service/v1/auth/user?username={1}";
// 调用带参数的方法
// 从第三个参数开始,给{1}赋值,第四个参数给{2}赋值,以此类推
User user=restTemplate.getForObject(url, User.class,"st2");
System.out.println(user);
}
测试结果：
需要大家下载一个软件：postman(邮递员)
下载地址：https://www.postman.com/downloads/
这个软件用于向服务器发送各种请求，get\post均可，还可以携带参数。
3 微服务的会话保持
3.1 什么是会话保持
会话就是多个请求和响应的集合，一般来讲，打开浏览器到关闭浏览器就是一次会话。
会话对应java中的HttpSession对象，所谓会话保持，就是多次请求过程中，服务器都可以获得session中的信息。
单体项目中会话保持是依靠session对象的。
3.2 微服务项目的会话保持问题
因为微服务具有多个项目，每个项目都有自己的session，在一个服务器中登录并不能共享给其它项目，这样单体项目中的会话保持方式就不能使用了。
如下图所示，sys模块登录成功并不能把登录信息发送给faq模块，这样就无法实现会话保持，微服务项目中有专门的会话保持技术称之为"单点登录"。