概述：本系列博文所涉及的相关内容来源于debug亲自录制的实战课程：缓存中间件Redis技术入门与应用场景实战（SpringBoot2.x + 抢红包系统设计与实战），感兴趣的小伙伴可以点击自行前往学习（毕竟以视频的形式来掌握技术 会更快！） ，文章所属专栏：缓存中间件Redis技术入门与实战
摘要：毫无疑问，集合Set同样也是缓存中间件Redis中其中一个重要的数据结构，其内部存储的元素/成员具有“唯一”、“随机”等特性，在实际的项目开发中同样具有相当广泛的应用场景。本文我们将介绍并实战一种比较典型的业务场景~“重复提交”，即如何利用集合Set的相关特性实现“用户注册时过滤重复提交的消息”！
内容：在前面几篇文章中，我们介绍了Redis的数据结构~列表List，简单介绍了其基本特性及其在实际项目中比较常见的、典型的应用场景！从本文开始，我们将着手介绍并实战Redis的另外一种数据结构~集合Set，介绍其基本的特性、在Dos环境下的命令行列表以及在Spring Boot2.0搭建的项目下实际应用场景的代码实战等！
Redis的数据结构-集合Set 跟 我们数学中的集合Set、JavaSE中的集合Set可以说几乎是相同的东西，，其特性均为： “无序”、“唯一”，即集合Set中存储的元素是没有顺序且不重复的！
除此之外，其底层设计亦具有“异曲同工”之妙，即采用哈希表来实现的，故而其相应的操作如添加、删除、查找的复杂度都是 O(1) 。
一、DOS命令行的实操(基于redis-cli.exe工具即可实践)
下面我们先采用 DOS下命令行的方式 来简单的认识并实践集合Set的相关命令，包括其常见的操作命令和“数学层面”集合的操作命令，如下图所示：
（1）常见的操作命令无非就是“新增”、“查询-获取集合中的元素列表”、“查询-获取集合中的成员数目”、“查询-获取集合中随机个数的元素列表”、“查询-判断某个元素是否为集合中的成员”、“删除-移除集合中的元素”等。
下面我们贴出几个比较典型、常见的操作命令所对应的实际操作吧，其中相应命令的含义各位小伙伴可以对照着上面那张图进行查看！
127.0.0.1:6379> SADD classOneStudents jacky xiaoming debug michael white (integer) 5 127.0.0.1:6379> SMEMBERS classOneStudents 1) "jacky" 2) "michael" 3) "debug" 4) "xiaoming" 5) "white" 127.0.0.1:6379> SCARD classOneStudents (integer) 5 127.0.0.1:6379> SADD classTwoStudents jacky xiaohong mary (integer) 3 127.0.0.1:6379> SISMEMBER jacky classOneStudents (integer) 0 127.0.0.1:6379> SISMEMBER classOneStudents jacky (integer) 1 127.0.0.1:6379> SPOP classOneStudents "white" 127.0.0.1:6379> SMEMBERS classOneStudents 1) "debug" 2) "jacky" 3) "xiaoming" 4) "michael" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER classOneStudents 1 1) "jacky" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER classOneStudents 3 1) "michael" 2) "xiaoming" 3) "debug" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER classOneStudents 10 1) "jacky" 2) "michael" 3) "xiaoming" 4) "debug"
（2）而“数学层面”集合的操作命令则比较有意思，在这里我们主要介绍“交集”、“差集”和“并集”这三个操作命令，如下图所示：
同样的道理，我们依旧贴出这几个操作命令所对应的DOS操作，相应命令的含义各位小伙伴可以对照着上面那张图进行查看！
127.0.0.1:6379> SDIFF classOneStudents classTwoStudents 1) "white" 2) "xiaoming" 3) "debug" 4) "michael" 127.0.0.1:6379> SDIFF classTwoStudents classOneStudents 1) "xiaohong" 2) "mary" 127.0.0.1:6379> SINTER classOneStudents classTwoStudents 1) "jacky" 127.0.0.1:6379> SUNION classOneStudents classTwoStudents 1) "debug" 2) "jacky" 3) "xiaohong" 4) "xiaoming" 5) "michael" 6) "mary"
二、集合Set命令对应的代码操作
基于这些操作命令，下面我们基于Spring Boot2.0搭建的项目，以“Java单元测试”的方式先进行一波“代码实战”，将“Dos下的命令行操作”转化为实际的代码操作，如下所示：
@Test
public void method3() {
log.info("----开始集合Set测试");
final String key1 = "SpringBootRedis:Set:10010";
final String key2 = "SpringBootRedis:Set:10011";
redisTemplate.delete(key1);
redisTemplate.delete(key2);
SetOperations setOperations = redisTemplate.opsForSet();
setOperations.add(key1, new String[]{"a", "b", "c"});
setOperations.add(key2, new String[]{"b", "e", "f"});
log.info("---集合key1的元素：{}", setOperations.members(key1));
log.info("---集合key2的元素：{}", setOperations.members(key2));
log.info("---集合key1随机取1个元素：{}", setOperations.randomMember(key1));
log.info("---集合key1随机取n个元素：{}", setOperations.randomMembers(key1, 2L));
log.info("---集合key1元素个数：{}", setOperations.size(key1));
log.info("---集合key2元素个数：{}", setOperations.size(key2));
log.info("---元素a是否为集合key1的元素：{}", setOperations.isMember(key1, "a"));
log.info("---元素f是否为集合key1的元素：{}", setOperations.isMember(key1, "f"));
log.info("---集合key1和集合key2的差集元素：{}", setOperations.difference(key1, key2));
log.info("---集合key1和集合key2的交集元素：{}", setOperations.intersect(key1, key2));
log.info("---集合key1和集合key2的并集元素：{}", setOperations.union(key1, key2));
log.info("---从集合key1中弹出一个随机的元素：{}", setOperations.pop(key1));
log.info("---集合key1的元素：{}", setOperations.members(key1));
log.info("---将c从集合key1的元素列表中移除：{}", setOperations.remove(key1, "c"));
}
点击该单元测试方法左边的“运行”按钮图标，即可将该单元测试方式运行起来，其运行后的结果如下图所示：
相应的api就不一一介绍了，其方法名可以说是见名知意，大伙儿也可以照着撸一撸，敲一敲，实践过后就会发现其实也没那么复杂！
三、典型应用场景实战之~用户注册时过滤重复提交的信息
下面我们以实际项目开发中典型的应用场景为案例，以实际的代码践行集合Set各种重要的特性，即主要有“唯一性”、“无序性”。
我们首先以“集合Set中的元素具有唯一性”进行开刀，以“用户注册时过滤重复提交的信息”为案例进行代码实战。
说实在的，“重复提交”的业务场景在实际的项目开发中其实并不少见，比如用户在前端提交信息时重复点击按钮多次，如果此时不采取相应的限制措施，那么很有可能会在数据库表中出现多条相同的数据条目！下面我们以“用户注册时重复提交信息”为案例进行代码实战。
（1）工欲善其事，必先利其器，我们首先先在数据库建立“用户信息表user”，其DDL如下所示：
CREATE TABLE `user` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '姓名', `email` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '邮箱', PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `idx_email` (`email`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';
然后利用mybatis的代码生成器或者逆向工程生成该数据库表user的Entity实体信息、Mapper操作接口列表以及用于操作动态Sql的Mapper.xml，在这里我就不贴出来其对应源码了，各位小伙伴可以前往文末提供的地址进行下载查看！
（2）接下来，我们建立一个Controller，并在其中开发相应的请求方法，用于处理前端用户提交过来的“注册信息”，其源码如下所示：
/**
* 数据类型为Set - 数据元素不重复(过滤掉重复的元素；判断一个元素是否存在于一个大集合中)
* @Author:debug (SteadyJack) – wx:debug0868
**/
@RestController
@RequestMapping("set")
public class SetController extends AbstractController {
@Autowired
private SetService setService;
//TODO:提交用户注册
@RequestMapping(value = "put",method = RequestMethod.POST,consumes = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
public BaseResponse put(@RequestBody @Validated User user, BindingResult result){
String checkRes=ValidatorUtil.checkResult(result);
if (StrUtil.isNotBlank(checkRes)){
return new BaseResponse(StatusCode.Fail.getCode(),checkRes);
}
BaseResponse response=new BaseResponse(StatusCode.Success);
try {
log.info("----用户注册信息：{}",user);
response.setData(setService.registerUser(user));
}catch (Exception e){
response=new BaseResponse(StatusCode.Fail.getCode(),e.getMessage());
}
return response;
}
}
（3）其Service的处理逻辑如下所示：
/**
* 集合set服务处理逻辑
* @Author:debug (SteadyJack)
* @Link: weixin-> debug0868 qq-> 1948831260
**/
@Service
public class SetService {
private static final Logger log= LoggerFactory.getLogger(SetService.class);
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
//TODO:用户注册
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public Integer registerUser(User user) throws Exception{
if (this.exist(user.getEmail())){
throw new RuntimeException(StatusCode.UserEmailHasExist.getMsg());
}
int res=userMapper.insertSelective(user);
if (res>0){
SetOperations setOperations=redisTemplate.opsForSet();
setOperations.add(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
}
return user.getId();
}
//TODO:判断邮箱是否已存在于缓存中
private Boolean exist(final String email) throws Exception{
//TODO:写法二
SetOperations setOperations=redisTemplate.opsForSet();
Long size=setOperations.size(Constant.RedisSetKey);
if (size>0 && setOperations.isMember(Constant.RedisSetKey,email)){
return true;
}else{
User user=userMapper.selectByEmail(email);
if (user!=null){
setOperations.add(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
return true;
}else{
return false;
}
}
}
从该代码中我们可以看出，在插入用户信息进入数据库之前，我们需要判断该用户是否存在于缓存集合Set中，如果已经存在，则告知前端该“用户邮箱”已经存在（在这里我们认为用户的邮箱是唯一的，当然啦，你可以调整为“用户名”唯一…），如果缓存集合Set中不存在该邮箱，则插入数据库中，并在“插入数据库表成功” 之后，将该用户邮箱塞到缓存集合Set中去即可。
值得一提的是，我们在“判断缓存Set中是否已经存在该邮箱”的逻辑中，是先判断缓存中是否存在，如果不存在，为了保险，我们会再去数据库查询邮箱是否真的不存在，如果真的是不存在，则将其“第一次”添加进缓存Set中（这样子可以在某种程度避免前端在重复点击提交按钮时，产生瞬时高并发的现象，从而降低并发安全的风险）！
当然啦，这种写法还是会存在一定的问题的：即如果在插入数据库时“掉链子”了，即发生异常了导致没有插进去，但是这个时候我们在“判断缓存集合Set中是否存在该邮箱时已经将该邮箱添加进缓存中一次了”，故而该邮箱将永远不能注册了（但是实际上该邮箱并没有真正插入到数据库中哦！）
（4）既然出现了问题，那么就得先办法去解决，如下代码所示，为我们改造后的用户注册的服务逻辑：
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public Integer registerUser(User user) throws Exception{
if (this.exist(user.getEmail())){
throw new RuntimeException(StatusCode.UserEmailHasExist.getMsg());
}
int res=0;
try{
res=userMapper.insertSelective(user);
if (res>0){
redisTemplate.opsForSet().add(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
}
}catch (Exception e){
throw e;
}finally {
//TODO:如果res不大于0，即代表插入到数据库发生了异常，
//TODO:这个时候得将缓存Set中该邮箱移除掉
//TODO:因为在判断是否存在时 加入了一次，不移除掉的话，就永远注册不了该邮箱了
if (res<=0){
redisTemplate.opsForSet().remove(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
}
}
return user.getId();
}
从该服务处理逻辑中，我们可以得知主要使用集合Set的API方法包括：“插入”、“判断是否为集合中的元素”、“集合中元素的个数”、“移除集合中指定的元素”等等
最后，我们打开Postman对该接口进行一番测试，如下几张图所示即可看到其最终的测试效果：
好了，本篇文章我们就介绍到这里了，建议各位小伙伴一定要照着文章提供的样例代码撸一撸，只有撸过才能知道这玩意是咋用的，否则就成了“空谈者”！对Redis相关技术栈以及实际应用场景实战感兴趣的小伙伴可以咱们51cto学院 debug亲自录制的课程进行学习：缓存中间件Redis技术入门与应用场景实战（SpringBoot2.x + 抢红包系统设计与实战）
补充：
1、本文涉及到的相关的源代码可以到此地址，check出来进行查看学习：https://gitee.com/steadyjack/SpringBootRedis
2、目前debug已将本文所涉及的内容整理录制成视频教程，感兴趣的小伙伴可以前往观看学习：https://edu.51cto.com/course/20384.html