nosql Redis基础介绍

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  • Redis 概念
    • Redis 应用
    • redis支持数据类型
      • string 类型
        • 注意
      • hash 类型
      • list 类型
      • set 类型
      • sorted_set 类型

Redis 概念

Redis(REmote DIctionary Server)是用C语言开发的高性能键值对(key-value)数据库

Redis 应用

  • 为热点数据加速查询(主要场景),热点商品,热点新闻,热点资讯等高访问信息

  • 任务队列,如秒杀,抢购,购票排队等

  • 即使信息查询,如排行榜,各类网站访问统计,公交到站信息,在线人数信息,设备信号

  • 时效性信息控制,如验证码,投票控制等

  • 分布式数据共享,消息队列,分布式锁

redis支持数据类型

中文类型表示 英文类型表示
字符串类型 string
列表类型 list
散列类型 hash
集合类型 set
有序集合类型 sorted_set

string 类型

  • 存储的数据:单个数据,最简单的数据存储类型,也是最常用的数据存储类型
  • 存储数据格式:一个存储空间保存一个数据
  • 存储内容:通常使用字符串,如果字符串以整数的形式展示,可以作为数字操作使用

string 基本操作

  1. set key value 添加修改数据
  2. get key 获取数据
  3. del key 删除数据
  4. mset key1 value1 key2 value2 key3 value3 批量设置修改数据(相比set 多次操作一次执行效率高)
  5. mget key1 key2 key3 批量获取key
  6. strlen key 获取数据字符个数(字符串长度)
  7. append key value 追加信息到原始信息后部(如果没有原始信息,就是新建)

设置数值数据增加指定范围值

  1. incr key :整数自增
  2. incrby key increment :指定数值自加(increment 可以为正数也可为负数)
  3. incrbyfloat key increment :整数加浮点型数据

设置数值数据减少指定范围值

  1. decr key :整数自减
  2. decrby key increment (increment 可以为正数也可为负数)

注意

  • string 在 redis 内部存储默认就是一个字符串,当遇到操作incr, decr 时会转成数值进行计算
  • redis 所有操作内部是原子性的,工作线程采用单线程,命令是一个一个执行,因此无需考虑并发带来的数据影响
  • 按数值进行操作的数据,如果原始数据不能转成数值,或超越了redis 数值上限范围,将报错。

业务场景:

  1. 投票,每个微信每4个小时只能投1票。
  2. 电商开启热门商品推荐,每种热门商品维持3天,到期自动取消热门
  3. 热点新闻,控制时效性

解决方案:
设置数据具有指定生命周期

setex key seconds value 设置秒过期
psetex key milliseconds value 设置毫秒过期

如果使用set 对设定了定时过期 key 覆盖,则定时器效果将失效

string 数据类型操作注意事项

  • 数据操作不成功的反馈与数据正常操作之间的差异

表示运行结果是否成功
(integer) 0 => false 失败
(integer) 1 => true 成功

表示运行结果的值
(integer) 3 => 3 个
(integer) 1 => 1 个

  • 数据为获取到返回

(nil) 等同于 null

  • 数据最大存储量 512 MB
  • 数值计算最大范围吗,超过出现错误

string 应用场景
业务场景:微博主页高频访问信息显示控制,例如微博大V 的粉丝数量与微博数量

解决方案: 在redis 中为大V用户设定用户信息,以用户主键和属性作为key,后台设置定时刷新时间

热点数据 key 生成规则:

表名:主键名 : 主键值:字段名
order : id :264555: name
equip : id :264555: type
news : id :264555: title

hash 类型

新的存储需求:对一系列存储的数据进行编组,方便管理,典型应用存储对象信息
需要的存储结构:一个存储空间保存多个键值对数据
nosql Redis基础介绍_第1张图片
hash 类型数据基本操作

hset key field value 添加/修改数据
hget key field 获取数据
hgetall key 获取key 下所有数据
hdel key field1 field2 删除数据
hmset key field1 value1 field2 value2 批量添加hash数据
hmget key field1 field2 批量获取hash字段数据
hlen key 获取哈希表中字段数量
hexists key field 获取哈希表中是否存在指定字段
hkeys key 获取哈希表中所有字段名
hvals key 获取哈希表中所有字段值
hincrby key field increment 设置指定字段的数值增加指定范围值
hincrbyfloat key field increment 设置指定字段的数值增加浮点数值,指定范围值
hsetnx key field value 判断hash key 字段是否存在,不存在添加,存在不操作

hash 类型数据操作注意事项

  • hash 类型下的value只能存储字符串,不允许存储其他数据类型,不存在嵌套现象,如果数据未获取到,对应的值事(nil)
  • 每个hash 可以存储 232 - 1个键值对
  • hash 类型十分贴近对象的数据存储形式,并且可以灵活添加删除对象属性,但hash
    设计初衷不是为了存储大量对象设计的,切记不可滥用,更不可以将hash作为对象列表使用
  • hgetall 操作可以获取全部属性,如果内部field过多,遍历整体数据效率就会低,有可能成为数据访问瓶颈

hash 类型应用场景

业务场景:电商网站购物车设计实现
nosql Redis基础介绍_第2张图片

解决方案
以客户id为key,每位客户创建一个hash 存储结构存储对应购物车信息
将商品编号作为field , 购买数量作为value进行存储
添加商品:追加全新的field 与 value
浏览:遍历hash
更改数量:自增/自减,设置value值
删除商品:删除field
清空:删除key

hash 应用场景

业务场景:手机充值卡抢购

nosql Redis基础介绍_第3张图片
解决方案

  • 以商家id作为key
  • 将参与抢购的商品id作为field
  • 将参与抢购的商品数量作为对应value
  • 抢购时使用降值的方式控制产品数量
  • 实际业务中还有超卖等实际问题,这里不讨论

string 存储json 与 hash 存储对象区别优缺点

string 存讲究整体性,要么一次性更新要么一次性获取,主要以读操作为主
hash 因为有field 可以隔离属性,比string json 灵活,以更新操作为主

list 类型

  • 数据存储需求:存储多个数据,并对数据进入存储空间的顺序进行区分
  • 需要的数据结构:一个存储空间保存多个数据,且通过数据可以体现顺序
  • list 类型:保存多个数据,底层使用双向链表存储结构实现(链表查询效率不高)

lpush key value value1 从左边添加数据,修改数据
rpush key value value1 从右边添加数据,修改数据
lrange key start stop 根据索引范围获取数据
lindex key index 根据索引值获取数据
llen key 获取lsit 长度
lpop key 获取左边数据并移除
rpop key 获取右边数据并移除
blpop key1 key2 timeout 规定时间内从左获取并移除数据
brpop key1 key2 timeout 规定时间从右获取并移除数据
lrem key count value 移除指定数据 ,count 代表几次

list 类型数据操作注意事项

  • list 中保存的数据都是string类型,数据总量是有限的,最多232 - 1个元素。
  • list具有索引概念,但是操作数据时通常以队列形式进行,入队出队操作,或以栈的形式进栈出栈操作
  • 获取全部数据操作 结束索引设置为-1
  • list 可以对数据进行分页操作,通常第一页信息来自于list,后面页数据通过数据库形式加载

set 类型

  • 新的存储要求:存储大量的数据,在查询方面提供更高效率
  • 需要的存储结构:能存大量数据,高效的内部存储机制 hash表,便于查询
  • set 类型:与hash存储结构完全相同,仅存储键,不存储值(nil),并且值是不允许重复的

nosql Redis基础介绍_第4张图片

sadd key member1 member2 添加数据
smembers key 获取全部数据
srem key member1 member2 删除数据
scard key 获取集合数据总量
sismember key member 判断集合中是否包含指定数据

业务场景
每位客户首次使用今日头条会设置3项爱好,但是后期为了增加用户活跃度,必须让客户对其他类别信息逐渐产生兴趣,增加留存,如何实现

业务分析
系统分析出各个分类最新热点信息条目并组织成set集合
随机挑选其中部分信息
配合用户关注信息分类中的热点信息组织成展示的全部信息集合

srandmember key [count] 随机获取集合中指定数量的数据
spop key 随机获取集合中的某个数据并将该数据移出集合

业务场景
微信公众号是微信信息流通渠道之一,增加用户关注的公众号成为提高用户活跃度的一种方式,查看公众号发现朋友里有共同好友关注了该公众。

脉脉app里面的共同好友

解决方案

sinter key1 key2 求两个集合的交集
sunion key1 key2 求两个集合的并集
sdiff key1 key2 求两个集合的差集
sinterstore destination key key2 求两个集合的交集并储存到指定集合中
sunionstore destination key1 key2 求两个集合的并集并储存到指定集合中
sdiffstore destination key1 key2 求两个集合的差集并储存到指定集合中
smove source destination member 将指定数据从原始集合中移动到目标集合中

set 类型数据操作注意事项

  • set 类型不允许数据重复,如果添加的数据在set 中以及存在,将只保留一份
  • set 虽然与hash的存储结构相同,但是无法启动hash中存储值空间

sorted_set 类型

  • 新的存储需求:数据排序有利于数据的有效展示,需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式
  • 需要的存储结构:新的存储模型,可以保存可排序的数据
  • sorted_set类型:在set的存储结构基础上添加可排序字段

nosql Redis基础介绍_第5张图片

zadd key score1 member1 添加数据
zrange key start stop [withscores] 由小到大展示全部数据
zrevrange key start stop [withscores] 由大到小展示全部数据
zrem key member1 删除数据

zrangebyscore key min max [withscores] [limit] 按条件范围获取数据
zrevrangebyscore key max min [withscores]
zremrangebyrank key start stop 按索引删除数据
zremrangebyscore key min max 按score范围删除数据

注意:

  • min与max用于限定搜索查询的条件
  • start与stop用于限定查询范围,作用于索引,表示开始和结束索引
  • offset 与 count用于限定查询范围,作用于查询结果,表示开始位置和数据总量

获取集合数据总量:zcard key

获取集合指定范围数据总量:zcount key min max

获取集合交集,取最大值,最小值:
zinterstore destination numkeys key key1

获取集合并集操作, 取最大值,最小值:
zunionstore destination numkeys key key1

  1. sorted_set 业务场景
    票选广东十大杰出青年,各类综艺选秀投票
    各类资源网站TOP10(电影,歌曲,文档,游戏等)
    聊天室活跃度统计
    游戏好友亲密度

业务分析
为所有参与排名的资源建立排序依据

解决方案

获取数据对应的索引(排名)由小到大
zrank key member

获取数据对应的索引 (排名) 由大到小
zrevrank key member

score 值获取
zscore key member

score 值修改
zincrby key increment member

redis 应用于计数器组合排序功能对应排名

sorted_set 类型数据操作注意事项

score 保存的数据存储空间是64位,如果是整数范围是-9007199254740992~9007199254740992

score保存的数据也可以是一个双精度的double值,基于双精度浮点数的特征,可能会丢失精度,使用时候要慎重

sorted_set 底层存储还是基于set结构的,因此数据不重复,如果重复添加相同的数据,score值将被反复覆盖,保留最后一次修改的结果

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