redis

一  什么是NoSQL？

Nosql = not only sql（不仅仅是SQL）

关系型数据库：列+行，同一个表下数据的结构是一样的。

非关系型数据库：数据存储没有固定的格式，并且可以进行横向扩展。

传统RDBMS和NoSQL

RDBMS - 组织化结构 - 固定SQL - 数据和关系都存在单独的表中（行列） - DML（数据操作语言）、DDL（数据定义语言）等 - 严格的一致性（ACID): 原子性、一致性、隔离性、持久性 - 基础的事务

NoSQL - 不仅仅是数据 - 没有固定查询语言 - 键值对存储（redis）、列存储（HBase）、文档存储（MongoDB）、图形数据库（不是存图形，放的是关系）（Neo4j） - 最终一致性（BASE）：基本可用、软状态/柔性事务、最终一致性

二  redis是什么？

Redis = Remote Dictionary Server，即远程字典服务。

是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

三  redis五大基本类型

 Redis是一个开源，内存存储的数据结构服务器，可用作数据库，高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合，位图，hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能，同时通过Redis Sentinel提供高可用，通过Redis Cluster提供自动分区。

由于redis类型大家很熟悉，且网上命令使用介绍很多，下面重点介绍五大基本类型的底层数据结构与应用场景，以便当开发时，可以熟练使用redis。

1  String（字符串）

1.String类型是redis的最基础的数据结构，也是最经常使用到的类型。  而且其他的四种类型多多少少都是在字符串类型的基础上构建的，所以String类型是redis的基础。2.String 类型的值最大能存储 512MB，这里的String类型可以是简单字符串、  复杂的xml/json的字符串、二进制图像或者音频的字符串、以及可以是数字的字符串

应用场景

1、计数器：使用redis作为系统的实时计数器，可以快速实现计数和查询的功能。

2、缓存功能：利用redis作为缓存，配合其它数据库作为存储层，利用redis支持高并发的特点，可以大大加快系统的读写速度、以及降低后端数据库的压力。

3、共享用户session：用户重新刷新一次界面，可能需要访问一下数据进行重新登录，或者访问页面缓存cookie，这两种方式做有一定弊端，1）每次都重新登录效率低下 2）cookie保存在客户端，有安全隐患。这时可以利用redis将用户的session集中管理，在这种模式只需要保证redis的高可用，每次用户session的更新和获取都可以快速完成。大大提高效率。

2  List（列表）

list类型是用来存储多个有序的字符串的，列表当中的每一个字符看做一个元素2.一个列表当中可以存储有一个或者多个元素，redis的list支持存储2^32次方-1个元素。3.redis可以从列表的两端进行插入（pubsh）和弹出（pop）元素，支持读取指定范围的元素集，  或者读取指定下标的元素等操作。redis列表是一种比较灵活的链表数据结构，
  它可以充当队列或者栈的角色。4.redis列表是链表型的数据结构，所以它的元素是有序的，而且列表内的元素是可以重复的。  意味着它可以根据链表的下标获取指定的元素和某个范围内的元素集。

应用场景

1、做抢红包的功能的时候，可以使用list存储红包

2、文章列表或者数据分页展示的应用。比如，我们常用的博客网站的文章列表，当用户量越来越多时，而且每一个用户都有自己的文章列表，而且当文章多时，都需要分页展示，这时可以考虑使用redis的列表，列表不但有序同时还支持按照范围内获取元素，可以完美解决分页查询功能。大大提高查询效率。

1、消息队列：reids的链表结构，可以轻松实现阻塞队列，可以使用左进右出的命令组成来完成队列的设计。比如：数据的生产者可以通过Lpush命令从左边插入数据，多个数据消费者，可以使用BRpop命令阻塞的“抢”列表尾部的数据。

3  Set（集合）

1.redis集合（set）类型和list列表类型类似，都可以用来存储多个字符串元素的集合。2.但是和list不同的是set集合当中不允许重复的元素。而且set集合当中元素是没有顺序的，
不存在元素下标。3.redis的set类型是使用哈希表构造的，因此复杂度是O(1)，它支持集合内的增删改查，  并且支持多个集合间的交集、并集、差集操作。
可以利用这些集合操作，解决程序开发过程当中很多数据集合间的问题。

应用场景

1、标签：比如我们博客网站常常使用到的兴趣标签，把一个个有着相同爱好，关注类似内容的用户利用一个标签把他们进行归并。

2、共同好友功能，共同喜好，或者可以引申到二度好友之类的扩展应用。

3、朋友圈点赞：SADD key userid     srem key userid   smembers key  scard  点赞总数  sismember  key userid 判断朋友是否点赞过 

4、qq可能认识的人   共同好友 交集SINTER     （差集SDIFF ）

5、微信小程序抽奖 sadd key  usrid   scard key  获取元素的个数  srandmember key 2  随机抽两个人 元素不删除   spop key 3 随机抽奖两个人 元素会删除

数据结构

set的底层结构相对复杂写，使用了intset和hashtable两种数据结构存储，intset可以理解为数组。

4  sorted set（有序集合）

redis有序集合也是集合类型的一部分，所以它保留了集合中元素不能重复的特性，但是不同的是，有序集合给每个元素多设置了一个分数。

redis有序集合也是集合类型的一部分，所以它保留了集合中元素不能重复的特性，但是不同的是，有序集合给每个元素多设置了一个分数，利用该分数作为排序的依据。

应用场景

1、  排行榜：有序集合经典使用场景。例如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜，榜单维护可能是多方面：按照时间、按照播放量、按照获得的赞数等。

2、用Sorted Sets来做带权重的队列，比如普通消息的score为1，重要消息的score为2，然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。

3、根据商品销售对商品进行排序显示  

5  hash（哈希）

Redis hash数据结构 是一个键值对（key-value）集合,
它是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，redis本身就是一个key-value型数据库，
因此hash数据结构相当于在value中又套了一层key-value型数据。
所以redis中hash数据结构特别适合存储关系型对象

应用场景

1、由于hash数据类型的key-value的特性，用来存储关系型数据库中表记录，是redis中哈希类型最常用的场景。一条记录作为一个key-value，把每列属性值对应成field-value存储在哈希表当中，然后通过key值来区分表当中的主键。

2、经常被用来存储用户相关信息。优化用户信息的获取，不需要重复从数据库当中读取，提高系统性能。

3、购物车早期设计

新增商品 → hset shopcar:uid1111 334488 1
新增商品 → hset shopcar:uid1111 334477 1
增加商品数量 → hincrby shopcar:uid1111 334477 1
商品总数 → hlen shopcar:uid1111
全部选择 → hgetall shopcar:uid1111

6 bitmap

用String类型作为底层数据结构实现的一种统计二值状态的数据类型
位图本质是数组，它是基于String数据类型的按位的操作。该数组由多个二进制位组成，每个二进制位都对应一个偏移量(我们可以称之为一个索引或者位格)。Bitmap支持的最大位数是2^32位，它可以极大的节约存储空间，使用512M内存就可以存储多大42.9亿的字节信息(2^32 = 4294967296)

应用场景

1、钉钉打卡上下班，签到统计

2、电影、广告是否被点击播放过

3、统计指定用户一年之中的登陆天数

4、某用户按照一年365天，哪几天登陆过？哪几天没有登陆？全年中登录的天数共计多少？

5、最近一周的活跃用户

7 hyperloglog

去重复统计功能的基数估计算法

利用12KB，它可以计算2^64个不同元素的基数！非常节省空间！但缺点是估算的值，可能存在误差

用于统计一个集合中不重复的元素个数，就是对集合去重复后剩余元素的计算

应用场景

1、天猫网站首页亿级UV统计方案

8 GEO​​​​​​​

1.geospatial将指定的地理空间位置（纬度、经度、名称）添加到指定的key中。  这些数据将会存储到sorted set这样的目的是为了方便使用GEORADIUS或者
  GEORADIUSBYMEMBER命令对数据进行半径查询等操作。2.sorted set使用一种称为Geohash的技术进行填充。
经度和纬度的位是交错的，以形成一个独特的52位整数。sorted set的double score可以代表一个52位的整数，而不会失去精度。
3.有效的经度是-180度到180度  有效的纬度是-85.05112878度到85.05112878度

地球上的地理位置是使用二维的经纬度表示，经度范围 (-180, 180]，纬度范围 (-90, 90]，只要我们确定一个点的经纬度就可以名曲他在地球的位置。

应用场景

1、微信附近的人或者一公里以内的各种营业厅、加油站、理发店、超市、附近的酒店.....

2、微信位置共享

3、地图上直线距离的展示