Redis數(shù)據(jù)類型及使用場景有哪些

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Redis數(shù)據(jù)類型及使用場景

• Redis數(shù)據(jù)類型及使用場景
  Redis相比其它的KV數(shù)據(jù)庫，其一大特點(diǎn)是支持豐富的數(shù)據(jù)類型。它一共支持5種數(shù)據(jù)類型，下面逐一介紹這5種數(shù)據(jù)類型及其使用場景和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。

• string
  簡介：　string 類型是 Redis 中最基本的數(shù)據(jù)類型，最常用的數(shù)據(jù)類型，甚至被很多玩家當(dāng)成 redis 唯一的數(shù)據(jù)類型去使用。string 類型在 redis 中是二進(jìn)制安全(binary safe)的,這意味著 string 值關(guān)心二進(jìn)制的字符串，不關(guān)心具體格式，你可以用它存儲(chǔ) json 格式或 JPEG 圖片格式的字符串。

• 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

• 常用命令: set,get,decr,incr,mget 等。

應(yīng)用場景：

(1) 存儲(chǔ) MySQL 中某個(gè)字段的值
把 key 設(shè)計(jì)為 表名：主鍵名：主鍵值：字段名

(2) 存儲(chǔ)對象
string 類型支持任何格式的字符串，應(yīng)用最多的就是存儲(chǔ) json 或其他對象格式化的字符串。(這種場景下推薦使用 hash 數(shù)據(jù)類型)

set user:id:1 '[{"id":1,"name":"zj","email":"156577812@qq.com"},{"id":1,"name":"zj","email":"156577812@qq.com"}]'

(3) 生成自增 id
當(dāng) redis 的 string 類型的值為整數(shù)形式時(shí)，redis 可以把它當(dāng)做是整數(shù)一樣進(jìn)行自增（incr）自減（decr）操作。由于 redis 所有的操作都是原子性的，所以不必?fù)?dān)心多客戶端連接時(shí)可能出現(xiàn)的事務(wù)問題。

• Hash
  簡介：Hash存的是字符串和字符串值之間的映射。Hash將對象的各個(gè)屬性存入Map里，可以只讀取/更新對象的某些屬性。這樣有些屬性超長就讓它一邊呆著不動(dòng)，另外不同的模塊可以只更新自己關(guān)心的屬性而不會(huì)互相并發(fā)導(dǎo)致覆蓋沖突。

常用命令：hget,hset,hgetall 等。

應(yīng)用場景：

存放結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，比如用戶信息。在Memcached或CKV中，對于用戶信息比如用戶的昵稱、年齡、性別、積分等，我們需要先序列化后存儲(chǔ)為一個(gè)字符串的值，這時(shí)候在需要修改其中某一項(xiàng)時(shí)，通常需要將所有值取出反序列化后，修改某一項(xiàng)的值，再序列化存儲(chǔ)回去。這樣不僅增大了開銷，也不適用于一些可能并發(fā)操作的場合（比如兩個(gè)并發(fā)的操作都需要修改積分）。而Redis的Hash結(jié)構(gòu)可以使你像在數(shù)據(jù)庫中Update一個(gè)屬性一樣只修改某一項(xiàng)屬性值。如下圖：

Key是用戶ID, value是一個(gè)Map，這個(gè)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) 就可以操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了，既不需要重復(fù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也不會(huì)帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題。

不過這里需要注意，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(gè)內(nèi)部Map的操作，由于Redis單線程模型的緣故，這個(gè)遍歷操作可能會(huì)比較耗時(shí)，而對其它客戶端的請求完全不響應(yīng)，這點(diǎn)需要格外注意。

可用來建索引。比如User對象，除了id有時(shí)還要按name來查詢，可以建一個(gè)Key為user:name:id的Hash，在插入U(xiǎn)ser對象時(shí)(set user:101{“id”:101,“name”:“calvin”})， 順便往這個(gè)hash插入一條(hset user:name:id calvin 101)，這時(shí)calvin作為hash里的一個(gè)key，值為101。按name查詢的時(shí)候，用hgetuser:name:id calvin 就能從名為calvin的key里取出id。假如需要使用多種索引來查找某條數(shù)據(jù)時(shí)可以使用，一個(gè)hash key搞定，避免使用多個(gè)string key存放索引值。

HINCRBY同樣可用于實(shí)現(xiàn)idmaker。相對string類型的idmaker每一個(gè)類型需要一個(gè)key，hash類型的用一個(gè)key即可。

hash數(shù)據(jù)類型在存儲(chǔ)上述類型的數(shù)據(jù)時(shí)具有比 string 類型更靈活、更快的優(yōu)勢，具體的說，使用 string 類型存儲(chǔ)，必然需要轉(zhuǎn)換和解析 json 格式的字符串，即便不需要轉(zhuǎn)換，在內(nèi)存開銷方面，還是 hash 占優(yōu)勢。

實(shí)現(xiàn)方式：

Redis Hash對應(yīng)Value內(nèi)部實(shí)際就是一個(gè)HashMap，這里會(huì)有2種不同實(shí)現(xiàn)，這個(gè)Hash的成員比較少時(shí)Redis為了節(jié)省內(nèi)存會(huì)采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲(chǔ)，而不會(huì)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(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時(shí)encoding為ht。

• List

簡介：
　list 是按照插入順序排序的字符串鏈表，可以在頭部和尾部插入新的元素（雙向鏈表實(shí)現(xiàn)，兩端添加元素的時(shí)間復(fù)雜度為 O(1)）。插入元素時(shí)，如果 key 不存在，redis 會(huì)為該 key 創(chuàng)建一個(gè)新的鏈表，如果鏈表中所有的元素都被移除，該 key 也會(huì)從 redis 中移除。

常用命令：lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。

應(yīng)用場景：

各種列表，比如twitter的關(guān)注列表、粉絲列表等，最新消息排行、每篇文章的評論等也可以用Redis的list結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

消息隊(duì)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)取出執(zhí)行。這里的消息隊(duì)列并沒有ack機(jī)制，如果消費(fèi)者把任務(wù)給Pop走了又沒處理完就死機(jī)了怎么辦？解決方法之一是加多一個(gè)sorted set，分發(fā)的時(shí)候同時(shí)發(fā)到list與sorted set，以分發(fā)時(shí)間為score，用戶把任務(wù)做完了之后要用ZREM消掉sorted set里的job，并且定時(shí)從sorted set中取出超時(shí)沒有完成的任務(wù)，重新放回list。另一個(gè)做法是為每個(gè)worker多加一個(gè)的list，彈出任務(wù)時(shí)改用RPopLPush，將job同時(shí)放到worker自己的list中，完成時(shí)用LREM消掉。如果集群管理(如zookeeper)發(fā)現(xiàn)worker已經(jīng)掛掉，就將worker的list內(nèi)容重新放回主list。

利用LRANGE可以很方便的實(shí)現(xiàn)list內(nèi)容分頁的功能。

取最新N個(gè)數(shù)據(jù)的操作：LPUSH用來插入一個(gè)內(nèi)容ID，作為關(guān)鍵字存儲(chǔ)在列表頭部。LTRIM用來限制列表中的項(xiàng)目數(shù)最多為5000。如果用戶需要的檢索的數(shù)據(jù)量超越這個(gè)緩存容量，這時(shí)才需要把請求發(fā)送到數(shù)據(jù)庫。

實(shí)現(xiàn)方式：

Redis list的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)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(shí)現(xiàn)，包括發(fā)送緩沖隊(duì)列等也都是用的這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

• Set

簡介：是一種無序的集合，集合中的元素沒有先后順序，不重復(fù)。將重復(fù)的元素放入Set會(huì)自動(dòng)去重。

常用命令：

sadd,spop,smembers,sunion等。

應(yīng)用場景：

某些需要去重的列表，并且set提供了判斷某個(gè)成員是否在一個(gè)set集合內(nèi)的重要接口，這個(gè)也是list所不能提供的。

可以存儲(chǔ)一些集合性的數(shù)據(jù)，比如在微博應(yīng)用中，可以將一個(gè)用戶所有的關(guān)注人存在一個(gè)集合中，將其所有粉絲存在一個(gè)集合。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(shí)現(xiàn)如共同關(guān)注、共同喜好、二度好友等功能，對上面的所有集合操作，你還可以使用不同的命令選擇將結(jié)果返回給客戶端還是存集到一個(gè)新的集合中。又比如QQ有一個(gè)社交功能叫做“好友標(biāo)簽”，大家可以給你的好友貼標(biāo)簽，比如“大美女”、“土豪”、“歐巴”等等，這里也可以把每一個(gè)用戶的標(biāo)簽都存儲(chǔ)在一個(gè)集合之中。

想要知道某些特定的注冊用戶或IP地址，他們到底有多少訪問了某個(gè)頁面，可以這樣實(shí)現(xiàn)：SADD page:day1:<page_id> <user_id> 。想知道特定用戶的數(shù)量，使用SCARD page:day1:<page_id>。 需要測試某個(gè)特定用戶是否訪問了這個(gè)頁面？SISMEMBER page:day1:<page_id>。

實(shí)現(xiàn)方式：

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

• Sorted Set

簡介：有序集合，相比set，元素放入集合時(shí)還要提供該元素的分?jǐn)?shù)，可根據(jù)分?jǐn)?shù)自動(dòng)排序。

常用命令：

zadd,zrange,zrem,zcard等

使用場景：

存放一個(gè)有序的并且不重復(fù)的集合列表，比如twitter 的public timeline可以以發(fā)表時(shí)間作為score來存儲(chǔ)，這樣獲取時(shí)就是自動(dòng)按時(shí)間排好序的。

可以做帶權(quán)重的隊(duì)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。

過期項(xiàng)目處理：使用unix時(shí)間作為關(guān)鍵字，用來保持列表能夠按時(shí)間排序。對current_time和time_to_live進(jìn)行檢索，完成查找過期項(xiàng)目的艱巨任務(wù)。另一項(xiàng)后臺(tái)任務(wù)使用ZRANGE…WITHSCORES進(jìn)行查詢，刪除過期的條目。

實(shí)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(chǔ)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(shí)現(xiàn)上比較簡單。

到此，關(guān)于“Redis數(shù)據(jù)類型及使用場景有哪些”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！