在Spring Boot中使用Redis作为缓存，首先需要添加Spring Boot的Redis依赖和Spring Cache的依赖。以下是Maven的依赖配置：

<!-- Spring Boot Redis Starter -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<!-- Spring Boot Cache Abstraction -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>

然后在application.properties或application.yml中配置Redis连接信息：

# application.properties
spring.redis.host=localhost
spring.redis.port=6379

接下来，在Spring Boot的启动类上添加@EnableCaching注解来启用缓存功能：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;
 
@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class CacheApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(CacheApplication.class, args);
    }
}

最后，使用Spring Cache的注解来标记需要缓存的方法和数据：

import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.stereotype.Service;
 
@Service
public class SomeService {
 
    @Cacheable(value = "sampleCache", key = "#id")
    public SomeObject getObjectById(Long id) {
        // 查询数据库或其他资源
        return someObject;
    }
}

在上述代码中，@Cacheable注解标记了getObjectById方法，表示该方法的返回结果将被缓存。value属性指定缓存的名称，key属性指定缓存的键，这里使用方法参数中的id作为缓存的键。

以上就是使用Spring Boot开启Redis缓存的基本步骤。Spring Cache提供了丰富的注解来实现缓存的操作，例如@CachePut（更新缓存）、@CacheEvict（删除缓存）等。

在部署Redis集群时，通常需要以下步骤：

1. 确保每个Redis节点的配置文件中包含正确的集群配置。
2. 使用Redis的redis-cli工具来创建或重新分配集群。

以下是一个简化的Redis集群部署示例：

1. 安装Redis并确保每个实例的配置文件中包含以下设置（假设在redis.conf中）：

port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

2. 启动每个Redis实例。

redis-server /path/to/redis.conf

3. 使用redis-cli创建集群：

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1

在这个例子中，我们启动了6个Redis实例（在7000-7005端口），然后使用redis-cli命令创建了一个具有3个主节点和1个副本的集群。

注意：在生产环境中，你需要根据具体的网络拓扑结构、硬件资源和需求来调整端口、IP地址和集群配置。

报错解释：

这个错误表明应用程序无法连接到Redis服务器。可能的原因有多种，包括但不限于：Redis服务未运行、网络问题、错误的配置信息（如主机名、端口号）、Redis服务器的防火墙设置或者Redis配置（如bind指令）不允许远程连接。

解决方法：

1. 确认Redis服务是否正在运行：可以使用如redis-cli ping的命令来测试Redis服务是否响应。
2. 检查Redis服务器的网络配置：确保没有网络问题，如IP地址、端口号是否正确。
3. 检查防火墙设置：确保没有防火墙规则阻止连接。
4. 检查Redis配置文件：确认bind指令是否允许远程连接，如果不是，可以修改配置文件允许特定IP或使用0.0.0.0允许所有IP连接。
5. 重启Redis服务：在修改配置后，重启Redis服务以应用更改。
6. 检查应用程序配置：确保应用程序中的Redis连接配置（如主机名、端口号）与Redis服务器设置一致。

如果以上步骤无法解决问题，可能需要查看Redis服务器的日志文件以获取更详细的错误信息。

在Redis中，高效的数据存储模型和底层数据结构是Redis能够实现高性能的关键。Redis使用了一系列复杂的数据结构来存储键值对，并根据使用场景的不同选择不同的数据结构。

以下是Redis中一些常见的底层数据结构及其源码实现：

1. 字典（dict）：用于保存键值对的哈希表，是Redis中最基础的数据结构。

// 字典结构体定义
typedef struct dict {
    // 字典类型特定函数
    dictType *type;
    // 私有数据
    void *privdata;
    // 哈希表
    dictht ht[2];
    // 重新哈希的标志
    int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
} dict;

2. 哈希表（dictht）：是字典的一个组成部分，用来存储键值对的数组。

// 哈希表结构体定义
typedef struct dictht {
    // 哈希表数组
    dictEntry **table;
    // 数组大小
    unsigned long size;
    // 哈希表大小掩码，用于计算索引值
    unsigned long sizemask;
    // 已有节点的数量
    unsigned long used;
} dictht;

3. 哈希节点（dictEntry）：是哈希表中的一个节点，存放键值对。

// 哈希节点结构体定义
typedef struct dictEntry {
    // 键
    void *key;
    // 值
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;
    // 指向下一个节点的指针，形成链表
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

4. 跳跃列表（skiplist）：用于有序集合数据类型。

// 跳跃列表节点结构体定义
typedef struct skiplistNode {
    // 成员对象
    robj *obj;
    // 后退指针
    struct skiplistNode *backward;
    // 层
    struct skiplistLevel {
        // 前进指针
        struct skiplistNode *forward;
        // 跳跃的距离
        unsigned int span;
    } level[];
} skiplistNode;
 
// 跳跃列表结构体定义
typedef struct skiplist {
    // 表头节点和表尾节点
    struct skiplistNode *header, *tail;
    // 表中节点的数量
    unsigned long length;
    // 表中层数最大的节点的层数
    int level;
} skiplist;

5. 跳跃列表（linkedlist）：用于列表数据类型。

// 链表节点结构体定义
typedef struct listNode {
    // 前置节点
    struct listNode *prev;
    // 后置节点
    struct listNode *next;
    // 值
    void *value;
} listNode;
 
// 链表结构体定义
typedef struct list {
    // 表头节点和表尾节点
    listNode *head, *tail;
    // 节点数量
    unsigned long len;
    // 函数
    void (*free)(void *ptr);
    // 复制函数
    void (*match)(void *ptr, void *key);
} list;

6. 整数集合（intset）：用于集合数据类型，当集合只包含整数时使用。

// 整数集合结构体定义

在Redis中实现分布式锁通常使用SETNX命令（或在Redis 2.6.12以上版本中使用SET key value EX max-lock-time NX命令，这样可以一次性设置并加锁，避免了两条命令之间客户端可能崩溃的问题，从而导致锁无法被释放）。以下是使用SET命令实现分布式锁的伪代码：

import redis
import time
import uuid
 
def acquire_lock(conn, lock_name, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())  # 生成一个唯一的ID
    end = time.time() + acquire_timeout
 
    while time.time() < end:
        if conn.set(lock_name, identifier, ex=lock_timeout, nx=True):
            return identifier  # 加锁成功，返回唯一标识
        time.sleep(0.001)
 
    return False  # 在规定时间内未能获得锁
 
def release_lock(conn, lock_name, identifier):
    pipe = conn.pipeline(True)
    while True:
        try:
            pipe.watch(lock_name)
            if pipe.get(lock_name) == identifier:
                pipe.multi()
                pipe.delete(lock_name)
                pipe.execute()
                return True
            pipe.unwatch()
            break
        except redis.exceptions.WatchError:
            pass
    return False  # 释放锁失败，可能是因为锁已被其他客户端持有或已超时
 
# 使用示例
client = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
lock_name = "my_lock"
lock_identifier = acquire_lock(client, lock_name)
if lock_identifier:
    try:
        # 在这里执行需要互斥访问的代码
        pass
    finally:
        if not release_lock(client, lock_name, lock_identifier):
            print("Failed to release lock")
else:
    print("Failed to acquire lock")

这段代码展示了如何使用Redis实现一个简单的分布式锁。首先，客户端尝试使用一个唯一的标识符通过SET命令并设置过期时间来获取锁。如果获取成功，则返回这个唯一标识符。释放锁时，客户端会检查锁是否仍由它持有，并且使用Lua脚本来安全地删除键值。如果锁不属于当前标识符或已超时，则释放锁操作失败。

在Linux系统中安装Docker并使用Docker安装MySQL和Redis的步骤如下：

1. 更新软件包索引并安装Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

2. 启动Docker服务：

sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

3. 使用Docker命令安装MySQL容器：

docker run --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag

将tag替换为你想要安装的MySQL版本号，例如5.7、8.0等。

4. 使用Docker命令安装Redis容器：

docker run --name redis -d redis

以上命令假设你已经拥有Docker环境。如果你使用的是不同的Linux发行版，比如CentOS或者Ubuntu，安装Docker的命令可能会有所不同。请根据你的系统选择正确的安装命令。

Redis 编译安装：

# 下载 Redis 源码
wget http://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz
 
# 解压源码
tar xzf redis-6.2.6.tar.gz
 
# 进入 Redis 目录
cd redis-6.2.6
 
# 编译
make
 
# 安装
sudo make install

Redis 未授权写入SSH Key漏洞学习：

漏洞原因：Redis在默认配置下，会绑定在0.0.0.0，从而允许非本地的用户访问。攻击者可以通过Redis的EVAL命令执行恶意Lua脚本，获取服务器的控制权。

修复建议：

1. 禁用或更改默认的Redis端口（不要使用6379）。
2. 配置Redis的访问控制，仅允许本地或信任的IP访问。
3. 使用Redis密码认证，通过requirepass指定密码。
4. 使用rename-command将CONFIG等危险命令重命名。
5. 定期更新Redis到最新稳定版本来修复已知漏洞。

示例配置：

# 更改默认端口
port 6380
 
# 设置密码
requirepass yourpassword
 
# 重命名危险命令
rename-command CONFIG ""

保存配置后，重启Redis服务使配置生效。

以下是一个简化的Spring Boot 3 + Spring Security + Redis整合登录认证及权限验证的示例代码：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
 
    @Autowired
    private AuthenticationSuccessHandler successHandler;
 
    @Autowired
    private AuthenticationFailureHandler failureHandler;
 
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
 
    @Autowired
    private RedisConnectionFactory redisConnectionFactory;
 
    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.userDetailsService(userDetailsService)
                .passwordEncoder(passwordEncoder());
    }
 
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }
 
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
                .authorizeRequests()
                .antMatchers("/", "/login").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .formLogin()
                .loginProcessingUrl("/doLogin")
                .successHandler(successHandler)
                .failureHandler(failureHandler)
                .and()
                .csrf().disable();
    }
 
    @Bean
    public TokenStore tokenStore() {
        return new RedisTokenStore(redisConnectionFactory);
    }
 
    @Bean
    public JwtAccessTokenConverter accessTokenConverter() {
        return new JwtAccessTokenConverter();
    }
 
    @Bean
    @Primary
    public DefaultTokenServices tokenServices() {
        DefaultTokenServices tokenServices = new DefaultTokenServices();
        tokenServices.setTokenStore(tokenStore());
        tokenServices.setSupportRefreshToken(true);
        tokenServices.setAccessTokenValiditySeconds(60 * 60 * 24); // 24小时
        tokenServices.setRefreshTokenValiditySeconds(60 * 60 * 24 * 7); // 7天
        return tokenServices;
    }
}
 
@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
 
    @Autowired
    private UserService userService;
 
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundEx

version: '3'
services:
  mysql:
    image: mysql:5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: rootpassword
      MYSQL_DATABASE: mydatabase
    volumes:
      - mysql-data:/var/lib/mysql
 
  redis:
    image: redis:5.0.9
    command: redis-server --appendonly yes
    volumes:
      - redis-data:/data
 
  nginx:
    image: nginx:1.17.10
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
 
  mosquitto:
    image: eclipse-mosquitto:2.0.12
    ports:
      - "1883:1883"
    volumes:
      - mosquitto-data:/mosquitto/data
 
volumes:
  mysql-data:
  redis-data:
  mosquitto-data:

这个Docker Compose文件定义了一个服务集合，包括MySQL、Redis、Nginx和Mosquitto。每个服务都有适当的配置，包括镜像、环境变量、卷挂载和端口映射。这个文件可以用来快速启动和配置这些服务，进行本地开发和测试。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
 
@Configuration
public class RedisConfig {
 
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
 
        // 使用Jackson2JsonRedisSerializer来序列化和反序列化redis的value值
        Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
 
        ObjectMapper om = new ObjectMapper();
        om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
        om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
        jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);
 
        // 配置template的序列化方式
        template.setDefaultSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
 
        return template;
    }
 
    @Bean
    public StringRedisTemplate stringRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        StringRedisTemplate template = new StringRedisTemplate();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
 
        // 设置key的序列化方式
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置hash的key的序列化方式
        template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置value的序列化方式
        template.setValueSerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置hash的value的序列化方式
        template.setHashValueSerializer(new StringRedisSerializer());
 
        return template;
    }
}

这个配置类提供了两个Bean，一个是RedisTemplate<String, Object>用于序列化和反序列化更复杂的对象，另一个是StringRedisTemplate用于处理字符串类型的键值对。这里使用了Jackson2JsonRedisSerializer来进行序列化，并对ObjectMapper进行了配置，以确保能够正确处理复杂对象类型。同时，为了确保键和值都是以字符串的形式存储，我们设置了相应的序列化器。这样，我们就能够在Spring Boot应用中更加高效地使用Redis了。