Redis核心数据结构与应用场景

五种数据结构

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String 结构

字符串的常用操作

命令	说明
SET key value	存入字符串键值对
MSET key value [key value…]	批量存储字符串键值对
SETNX key value	存入一个不存在的字符串键值对
GET key	获取一个字符串键值对
MGET key [key…]	批量获取字符串键值对
DEL key[key…]	删除一个键值对
EXPIRE key seconds	设置一个键的过期时间(单位：秒)
SET key value ex seconds	设置一个带过期时间的key 单位：秒

原子加减操作

命令	说明
INCR key	将key中存储的数字值加1
DECR key	将key中存储的数字值减1
INCRBY key increment	将key所存储的值加上increment
DECRBY	将key所存储的值减去decrement

String 应用场景

场景1：单值缓存

• 当更新或者获取某个字段时可以存放单个字符串
• SET key value
• GET key

场景2：对象缓存

• 如果不定更新对象中的某个字段时(比如：余额、名称)，可以存放json对象
• SET user:1 value(json格式数据)
• MSET user:1:name juli user:1balance 1888
• MGET user:1:name user:1:balance

场景3：分布式锁

//返回1代表获取锁成功
1、SETNX product:10001 juli

//返回0代表获取锁失败
2、SETNX product:10001 juli

3、执行业务操作。。。。

4、执行完业务操作释放锁
DEL product:10001

//防止程序意外终止导致死锁
SET product:10001 juli ex 10 nx

场景4：计数器

• INCR article:readcount:{文章ID}
  GET article:readcount:{文章ID}
  
  场景5：Web集群session共享
  spring session + redis实现session共享

场景5：分布式系统全局序列号 生成序号的方法很多，只举例redis
INCRBY orderId 1000 //可以从redis批量生成序列号提升性能，一次取1000个序号缓存到本地，用完再批量从redis中取

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Hash结构

Hash常用操作

命令	说明
HSET key field valie	存储一个哈希表key的键值
HSETNX key field value	存储一个不存在的哈希表key的键值
HMSET key field value[field value…]	在一个哈希表key中存储多个键值对
HGET key field	获取哈希表中key对应的field键值
HMGET key field [field…]	批量获取哈希表key中多个field键值
HDEL key field [field…]	删除哈希表key中的field键值
HLEN key	返回哈希表key中field的数量
HGETALL key	返回哈希表key中所有的键值(慎用，会产生阻塞)
HINCRBY key field increment	为哈希表key中field键的值加上增量increment

Hash应用场景
场景1：对象缓存

• HMSET user {userId:name} juli {userId}:balance 1000
• HMSET user 1:name juli 1:balance 1000
• HMGET user 1:name 1:balance
  
  

场景2：电商购物车

• 以用户id为key
• 商品id为field
• 商品数量为value

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• 购物车操作
  添加商品——>hset cart:1001 10088 1
  增加数量——>hincrby cart:1001 10088 1
  商品总数——>hlen cart:1001
  删除商品——>hdel cart:1001 10088
  获取购物车所有商品——>hgetAll cart:1001
  

hash结构优缺点

优点

• 同类数据归类整合存储，方便数据管理
• 相比string操作消耗内存与CPU更小
• 相比string存储更节省空间

缺点

• 过期功能不能使用使用在field上，只能用在key上
• Redis集群架构下不适合大规模使用

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List结构

常用操作

命令	说明
LPUSH key value [value…]	将一个或多个value插入到key列表的表头(最左边)
RPUSH key value [value…]	将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边)
LPOP key	移除并返回key列表的头元素
RPOP key	移除并返回key列表的尾元素
LRANGE key start stop	返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定
BLPOP key [key…] timeout	从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒，如果timeout = 0 ，一直阻塞等待
BRPOP key [key…] timeout	从key列表表尾弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒，如果timeout= 0 ，一直阻塞等待

常用数据结构
Stack(栈) = LPUSH + LPOP
Queue(队列) = LPUSH + RPOP
Blocking MQ(阻塞队列) = LPUSH + BRPOP

List应用场景
场景1：微博和微信公众号消息流

• 比如居里关注了MacTalk,备胎说车等大V
• MacTalk发微博，消息Id为100018

1. LPUSH msg:{居里-ID} 10018

• 备胎说车发微博，消息id为10089
  1）LPUSH msg:{居里-ID}:10089
• 查看最新微博消息
  1）LRANGE mag:{居里-ID}0，4

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SET结构

SET常用操作

命令	说明
SADD key member [member]	往集合key中存入元素，若元素存在则忽略，若key不存在则新建
SREM key menber [menber]	从集合key中删除元素
SMEMBERS key	获取集合key中所有元素
SCARD key	获取集合key的元素个数
SISMEMBRE key member	判断member元素是否存在于集合key中
SRANDMEMBER key [count]	从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除
SPOP key [count]	从集合key中选出count元素，元素从key中删除

Set运算操作

命令	说明
SINTER key [key…]	交集运算
SINTERSTORE destination key [key…]	将交集结果存入新的集合destination中
SUNION key [key…]	并集运算
SUNIONSTORE destination key [key…]	将并集运算结果存入新集合destination中
SDIFF key [key…]	差集运算
SDIFFSTORE destination key [key…]	将差集结果存入新的集合destination中

Set应用场景
场景1：微信抽奖小程序
1）点击参与抽奖加入集合

• SADD key {userID}

2)查看参与抽奖所有用户

• SMEMBERS key

3)抽取count名中奖者

• SRANDMEMBER key [count]/SPOP key [count]
  

场景2：微信、微博点赞，收藏、标签
1）点赞

• SADD like:{消息ID} {用户ID}

2）取消点赞

• SREM like:{消息ID}{用户ID}

3)检查用户是否点过赞

• SISMEMNER like:{消息ID}{用户ID}

4）获取点赞的用户列表

• SMEMBERS like:{消息ID}

5）获取点赞用户数

• SCARD like:{消息ID}
  

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集合的操作

SINTER set1 set2 set3 ——>{c}
SUNION set1 ste2 set3 ——>{a.b.c.d.e}
SDIFF set1 set2 set3 ——>{a}

场景1：集合操作实现微博、微信关注模型
1)居里关注的人：
居里Set ->{司马懿，曹操}

2）司马懿关注的人
司马懿Set ->{居里，项羽，司马昭，宋江}

3）司马昭关注的人
司马昭Set ->{居里，项羽，李逵}

4）我和司马懿共同关注的人：
SINTER 居里Set 司马懿Set —>{司马昭}

5）我关注的人也关注了他(项羽)
SISMEMBER 司马懿Set 项羽
SISMEMBER 曹操Set 项羽

6）我可能认识的人
SDIFF 司马懿Set，司马昭Set —>宋江、李逵

场景2：集合操作实现电商商品筛选
SADD brand:hawei P40
SADD brand:xiaomi mi-10
SADD brand:iphone ipgone12
SADD os:android P40 mi-10
SADD cpu:brand:intel P40 mi-10
SADD ram:8G P40 mi-10 iphone12

SINTER os:android cpu:brand:initel ram:8G —>{P40,mi-10}

ZSet有序集合结构

ZSet常用操作

命令	说明
ZADD key score member [[score member]…]	往有序集合key中加入带分值元素
ZREM key member [member…]	从有序集合key中删除元素
ZSCORE key member	返回有序集合key中元素member的分值
ZINCRBY key increment member	为有序集合key中元素member的分值加上increment
ZCARD key	返回有序集合key中元素个数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]	正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]	倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

ZSet集合操作

命令	说明
ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key…]	并集运算
ZINTERSTORE destkey numkeys key [key]	交集运算

ZSet应用场景
场景1：ZSet集合操作实现排行耪
1）点击新闻

• ZINCRBY hotNews:20210629 1 守护香港

2）展示当日排行前十

• ZREVRANGE hotNews:20210629 0 9 WITHSSCORES

3）七日搜索榜单计算

• ZUNIONSTORE hotNews:20210622-20210629 7
  hotNews:20210622 hotNews:20210623。。。20210629

4）展示七日排行前十

• ZREVRANGE hotNews:20210530-20210629 0 9 WITHSCORES