redis 五種數(shù)據(jù)類型的使用場景

String

常用命令:



除了get、set、incr、decr mget等操作外,Redis還提供了下面一些操作:
獲取字符串長度
往字符串a(chǎn)ppend內(nèi)容
設(shè)置和獲取字符串的某一段內(nèi)容
設(shè)置及獲取字符串的某一位(bit)
批量設(shè)置一系列字符串的內(nèi)容

應(yīng)用場景:


String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型,普通的key/value存儲都可以歸為此類,value其實不僅是String,
也可以是數(shù)字:比如想知道什么時候封鎖一個IP地址(訪問超過幾次)。INCRBY命令讓這些變得很容易,通過原子遞增保持計數(shù)。

實現(xiàn)方式:

m,decr等操作時會轉(zhuǎn)成數(shù)值型進(jìn)行計算,此時redisObject的encoding字段為int。

Hash

常用命令:

hget,hset,hgetall 等。

應(yīng)用場景:

我們簡單舉個實例來描述下Hash的應(yīng)用場景,比如我們要存儲一個用戶信息對象數(shù)據(jù),包含以下信息:
           用戶ID,為查找的key,
           存儲的value用戶對象包含姓名name,年齡age,生日birthday 等信息,
   如果用普通的key/value結(jié)構(gòu)來存儲,主要有以下2種存儲方式:
       第一種方式將用戶ID作為查找key,把其他信息封裝成一個對象以序列化的方式存儲,
           如:set u001 "李三,18,20010101"
           這種方式的缺點是,增加了序列化/反序列化的開銷,并且在需要修改其中一項信息時,需要把整個對象取回,并且修改操作需要對并發(fā)進(jìn)行
保護(hù),引入CAS等復(fù)雜問題。
       第二種方法是這個用戶信息對象有多少成員就存成多少個key-value對兒,用用戶ID+對應(yīng)屬性的名稱作為唯一標(biāo)識來取得對應(yīng)屬性的值,
           如:mset user:001:name "李三 "user:001:age18 user:001:birthday "20010101"
           雖然省去了序列化開銷和并發(fā)問題,但是用戶ID為重復(fù)存儲,如果存在大量這樣的數(shù)據(jù),內(nèi)存浪費還是非??捎^的。

    那么Redis提供的Hash很好的解決了這個問題,Redis的Hash實際是內(nèi)部存儲的Value為一個HashMap,
    并提供了直接存取這個Map成員的接口,
        如:hmset user:001 name "李三" age 18 birthday "20010101"   
            也就是說,Key仍然是用戶ID,value是一個Map,這個Map的key是成員的屬性名,value是屬性值,
            這樣對數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過 
            key(用戶ID) + field(屬性標(biāo)簽) 操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了,既不需要重復(fù)存儲數(shù)據(jù),也不會帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題。
很好的解決了問題。
 
          這里同時需要注意,Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù),但是如果內(nèi)部Map的成員
很多,那么涉及到遍歷整個內(nèi)部Map的操作,由于Redis單線程模型的緣故,這個遍歷操作可能會比較耗時,
而另其它客戶端的請求完全不響應(yīng),這點需要格外注意。

實現(xiàn)方式:

    上面已經(jīng)說到Redis Hash對應(yīng)Value內(nèi)部實際就是一個HashMap,實際這里會有2種不同實現(xiàn),
這個Hash的成員比較少時Redis為了節(jié)省內(nèi)存會采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲,而不會采
用真正的HashMap結(jié)構(gòu),對應(yīng)的value redisObject的encoding為zipmap,當(dāng)成員數(shù)量增大時會自
動轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時encoding為ht。

List

常用命令:

    lpush,rpush,lpop,rpop,lrange,BLPOP(阻塞版)等。

應(yīng)用場景:

    Redis list的應(yīng)用場景非常多,也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。
    我們可以輕松地實現(xiàn)最新消息排行等功能。
    Lists的另一個應(yīng)用就是消息隊列,可以利用Lists的PUSH操作,將任務(wù)存在Lists中,然后工作線程再用POP操作將任務(wù)取出進(jìn)行執(zhí)行。

實現(xiàn)方式:

    Redis list的實現(xiàn)為一個雙向鏈表,即可以支持反向查找和遍歷,更方便操作,不過帶來了部分額外的內(nèi)存開銷,Redis內(nèi)部的很多實現(xiàn),包括發(fā)送
緩沖隊列等也都是用的這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。


RPOPLPUSH source destination
 
    命令 RPOPLPUSH 在一個原子時間內(nèi),執(zhí)行以下兩個動作:
    將列表 source 中的最后一個元素(尾元素)彈出,并返回給客戶端。
    將 source 彈出的元素插入到列表 destination ,作為 destination 列表的的頭元素。
    如果 source 和 destination 相同,則列表中的表尾元素被移動到表頭,并返回該元素,可以把這種特殊情況視作列表的旋轉(zhuǎn)(rotation)操作。
    一個典型的例子就是服務(wù)器的監(jiān)控程序:它們需要在盡可能短的時間內(nèi),并行地檢查一組網(wǎng)站,確保它們的可訪問性。
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.10"
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.11"
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.12"
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.13"
    Then:
    next_ip = redis.rpoplpush "downstream_ips", "downstream_ips"
 
BLPOP
 
  假設(shè)現(xiàn)在有 job 、 command 和 request 三個列表,其中 job 不存在, command 和 request 都持有非空列表??紤]以下命令:
  BLPOP job command request 30  #阻塞30秒,0的話就是無限期阻塞,job列表為空,被跳過,緊接著command 列表的第一個元素被彈出。
  1) "command"                             # 彈出元素所屬的列表
  2) "update system..."                    # 彈出元素所屬的值 
  為什么要阻塞版本的pop呢,主要是為了避免輪詢。舉個簡單的例子如果我們用list來實現(xiàn)一個工作隊列。執(zhí)行任務(wù)的thread可以調(diào)用阻塞版本的pop去
獲取任務(wù)這樣就可以避免輪詢?nèi)z查是否有任務(wù)存在。當(dāng)任務(wù)來時候工作線程可以立即返回,也可以避免輪詢帶來的延遲。

Set

常用命令:

    sadd,srem,spop,sdiff ,smembers,sunion 等。

應(yīng)用場景:

    Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能,特殊之處在于set是可以自動排重的,當(dāng)你需要存儲一個列表數(shù)據(jù),又不希望出現(xiàn)重復(fù)
數(shù)據(jù)時,set是一個很好的選擇,并且set提供了判斷某個成員是否在一個set集合內(nèi)的重要接口,這個也是list所不能提供的。
    比如在微博應(yīng)用中,每個人的好友存在一個集合(set)中,這樣求兩個人的共同好友的操作,可能就只需要用求交集命令即可。
    Redis還為集合提供了求交集、并集、差集等操作,可以非常方便的實

實現(xiàn)方式:

    set 的內(nèi)部實現(xiàn)是一個 value永遠(yuǎn)為null的HashMap,實際就是通過計算hash的方式來快速排重的,這也是set能提供判斷一個成員是否在集合內(nèi)
的原因。

Sort Set

常用命令:

    zadd,zrange,zrem,zcard等

使用場景:

    以某個條件為權(quán)重,比如按頂?shù)拇螖?shù)排序.
    ZREVRANGE命令可以用來按照得分來獲取前100名的用戶,ZRANK可以用來獲取用戶排名,非常直接而且操作容易。
    Redis sorted set的使用場景與set類似,區(qū)別是set不是自動有序的,而sorted set可以通過用戶額外提供一個優(yōu)先級(score)的參數(shù)來為成員
排序,并且是插入有序的,即自動排序。
    比如:twitter 的public timeline可以以發(fā)表時間作為score來存儲,這樣獲取時就是自動按時間排好序的。
    比如:全班同學(xué)成績的SortedSets,value可以是同學(xué)的學(xué)號,而score就可以是其考試得分,這樣數(shù)據(jù)插入集合的,就已經(jīng)進(jìn)行了天然的排序。
    另外還可以用Sorted Sets來做帶權(quán)重的隊列,比如普通消息的score為1,重要消息的score為2,然后工作線程可以選擇按score的倒序來獲取工作
任務(wù)。讓重要的任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行。
 
    需要精準(zhǔn)設(shè)定過期時間的應(yīng)用
    比如你可以把上面說到的sorted set的score值設(shè)置成過期時間的時間戳,那么就可以簡單地通過過期時間排序,定時清除過期數(shù)據(jù)了,不僅是清除
Redis中的過期數(shù)據(jù),你完全可以把Redis里這個過期時間當(dāng)成是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的索引,用Redis來找出哪些數(shù)據(jù)需要過期刪除,然后再精準(zhǔn)地從數(shù)據(jù)庫
中刪除相應(yīng)的記錄。

實現(xiàn)方式:

    Redis sorted set的內(nèi)部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數(shù)據(jù)的存儲和有序,HashMap里放的是成員到score的映射,而跳躍表里存放
的是所有的成員,排序依據(jù)是HashMap里存的score,使用跳躍表的結(jié)構(gòu)可以獲得比較高的查找效率,并且在實現(xiàn)上比較簡單。

消息訂閱

    Pub/Sub 從字面上理解就是發(fā)布(Publish)與訂閱(Subscribe),在Redis中,你可以設(shè)定對某一個key值進(jìn)行消息發(fā)布及消息訂閱,
    當(dāng)一個key值上進(jìn)行了消息發(fā)布后,所有訂閱它的客戶端都會收到相應(yīng)的消息。這一功能最明顯的用法就是用作實時消息系統(tǒng),比如普通的即時聊天
,群聊等功能。
 
客戶端1:subscribe  rain
客戶端2:PUBLISH  rain "my love!!!"
    (integer) 2 代表有幾個客戶端訂閱了這個消息

transaction

    誰說NoSQL都不支持事務(wù),雖然Redis的Transactions提供的并不是嚴(yán)格的ACID的事務(wù)(比如一串用EXEC提交執(zhí)行的命令,在執(zhí)行中服務(wù)器宕機(jī),那么
會有一部分命令執(zhí)行了,剩下的沒執(zhí)行),但是這個Transactions還是提供了基本的命令打包執(zhí)行的功能(在服務(wù)器不出問題的情況下,可以保證一連串的命
令是順序在一起執(zhí)行的,中間有會有其它客戶端命令插進(jìn)來執(zhí)行)。
    Redis還提供了一個Watch功能,你可以對一個key進(jìn)行Watch,然后再執(zhí)行Transactions,在這過程中,如果這個Watched的值進(jìn)行了修改,那么
這個Transactions會發(fā)現(xiàn)并拒絕執(zhí)行。
Session 1
    (1)第1步
    redis 127.0.0.1:6379> get age
    "10"
    redis 127.0.0.1:6379> watch age
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> multi
    OK
    redis 127.0.0.1:6379>
 
Session 2
    (2)第2步
    redis 127.0.0.1:6379> set age 30
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> get age
    "30"
    redis 127.0.0.1:6379>
 
Session 1   
    (3)第3步
    redis 127.0.0.1:6379> set age 20
    QUEUED
    redis 127.0.0.1:6379> exec
    (nil)
    redis 127.0.0.1:6379> get age
    "30"
    redis 127.0.0.1:6379>
 
    第一步,Session 1 還沒有來得及對age的值進(jìn)行修改
  第二步,Session 2 已經(jīng)將age的值設(shè)為30
  第三步,Session 1 希望將age的值設(shè)為20,但結(jié)果一執(zhí)行返回是nil,說明執(zhí)行失敗,之后我們再取一下age的值是30,這是由于Session   1中
對age加了樂觀鎖導(dǎo)致的

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