Redis string和hash数据类型

一、redis 数据存储格式

redis自身是一个Map，其中所有的数据都是采用key:value的形式存储，数据类型指的是存储的value的类型，key部分永远都是字符串

二、string

存储的数据：单个数据，最简单数据存储类型，也是最常用的数据存储类型
存储数据的格式：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

1. string基本操作

添加/修改多个数据

mset key1 valueq key2 value2 …

获取多个数据

mget key1 key2 …

获取数据字符个数（value的长度）

strlen key

追加信息到原始信息后部（如果原始信息存在就追加，否则新建）

append key value

单数据操作和多数据操作有什么区别？

操作同样数据量的情况下，单指令发送和接收次数多。我们使用的时候需要权衡，如果我们一次性发送的数据太少，就会导致频繁的收发，效率极低。如果我们一次性发过多的数据，由于redis服务器是单线程模型，请求无法得到即使的处理。最好的情况是，大量数据切分成多分小数据，让redis服务器能及时处理，也能保证收发次数不会过多

2. string扩展操作

业务场景一

大型企业级应用中，分表操作是基本操作，使用多张表存储同类型数据，但是对应的主键id必须保证统一性，不能重复。Oracle数据库具有sequence设定，可以解决该问题，但是MySQL数据库并不具有类似的机制，那么如何解决？

redis解决方案：

设置数值数据增加指定范围的值

incr key
incrby key 数值（正/负）
incrbyfloat key 数值（正/负）

设置数值数据减少指定范围的值

decr key
decrby key 数值（正/负）

String作为数值操作

• string在redis内部存储默认就是一个字符串，当遇到增减类操作incr,decr时会转成数值型进行计算
• redis所有的操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响。
• 注意：按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值，或超过了redis数值上限范围，将会报错。9223372036854775807 (java中long型数据最大值，Long.MAX_VALUE)

Tips1：

• redis的单线程、原子性等用于控制数据库表主键id，为数据库表主键提供生成策略，保障数据库表的主键唯一性
• 此方案适用于所有数据库，且支持数据库集群

业务场景二

1. “最强女生”启动海选投票，只能通过微信投票，每个微信号每 4 小时只能投1票。
2. 电商商家开启热门商品推荐，热门商品不能一直处于热门期，每种商品热门期维持3天，3天后自动取消热门
3. 新闻网站会出现热点新闻，热点新闻最大的特征是时效性，如何自动控制热点新闻的时效性。

以上三点场景说的都是信息在一段时间之内有效 ，比如我们要实现4小时有效的数据，我们可以给数据设置有效时间为4小时，时间过了就删除该数据，用户可以继续投票

setex key 秒  数值                  # 秒
psetex key 毫秒  数值            # 毫秒

Tips 2:

• redis 控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作

业务场景三

主页高频访问信息显示控制，例如新浪微博大V主页显示粉丝数与微博数量需要实时刷新

redis中可以以两种方式存储这些数据

第一种方式修改value较简单，但是需要存储多条数据，查看不方便；第二种方式查看方便，但是修改较麻烦

Tips 3：

• redis应用于各种结构型和非结构型高热度数据访问加速

3. 数据库中热点数据key命名规范

4. string类型注意事项

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
• 表示运行结果值：（integer)3、（integer)1
• 数据未获取到：(nil）等同于null

数据最大存储量：512MB
数值计算最大范围：java中的long的最大值，9223372036854775807

三、hash

我们用这种json的方式存储数据，查看数据很方便，修改数据较麻烦

第二种方式修改起来很方便，查看又不方便了

我们使用第三种hash的方式存储，这就能做到读取和修改都方便了，现在一个key对应一个hash类型的数据，我们把value理解为一个字典即可

1. hash类型介绍

• 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
• 需要的内存结构：一个存储空间保存多少个键值对数据
• hash类型：底层使用哈希表结构实现数据存储

2. hash类型基本操作

添加/修改数据

hset key field value

获取数据

hget key field
hgetall key

删除数据

hdel key field1 [field2]

添加/修改多个数据

hmset key field1 value1 field2 value2

获取多个数据

hmget key field1 field2 …

获取哈希表中field的数量

hlen key

获取哈希表中是否存在指定的字段

hexists key field

3. hash类型扩展操作

获取哈希表中所有的字段名和字段值

hkeys key     # 获取key对应的hash数据类型中所有field
hvals key     # 获取key对应的hash数据类型中所有value

设置指定字段的数值数据增加指定范围的值

hincrby key field increment
hincrbyfloat key field increment

4. hash类型数据操作的注意事项

• hash类型下的value只能存储字符串，不允许存储其他类型数据，不存在嵌套现象。如果数据未获取到，对应的值为(nil)

• 每个hash类型可以存储$2^{32}-1$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而设计的，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key对应哈希类型所有的field以及value，如果内部field过多，遍历整体数据效率就会很低，有可能成为数据访问瓶颈，所以一般建议用哪个取哪个，不建议hgetall全部获取

5. hash类型实际应用场景

购物车场景一

电商购物车中，将用户的id作为key；商品id作为field；数量作为value；hget可以获取value；hincrby增加value；hset设置value；删除商品就是删除一个field，可以使用hdel；全选所有商品，即获取所有的field，可以使用hgetall；商品数量即field的个数，可以使用hlen

127.0.0.1:6379> hmset user1 g01 100 g02 200          # user1在购物车添加100个g01商品，200个g02商品
OK
127.0.0.1:6379> hmset user2 g02 1 g04 7 g05 100      # user2在购物车添加1个g02商品，7个g04商品，100个g05商品
OK
127.0.0.1:6379> hset user1 g03 5                     # user1在购物车中添加5个g03
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall user1                        # 查看user1的购物车
1) "g01"
2) "100"
3) "g02"
4) "200"
5) "g03"
6) "5"
127.0.0.1:6379> hdel user1 g01                      # user1删除购物车的g01商品
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall user1                       # 查看user1的购物车
1) "g02"
2) "200"
3) "g03"
4) "5"
127.0.0.1:6379> hincrby user1 g03 1                 # user1在购物车增加1个g03商品
(integer) 6
127.0.0.1:6379> hgetall user1                       # 查看user1的购物车
1) "g02"
2) "200"
3) "g03"
4) "6"
127.0.0.1:6379> 

当前设计是否加速了购物车的呈现？

当前仅仅是将数据存储到redis中，还需要通过磁盘IO查询数据库，用商品id查询出商品的描述信息，然后将得到的数据传给前端显示给用户，并没有起到加速的作用

我们用如下方式解决，不经过磁盘IO查询数据库，所有的数据都存放在redis

这个方法也是有缺点的，假如还有很多用户也购买了g01商品，那redis就会很多份g01商品的描述信息，这就在内存上存在重复存储

于是我们将商品描述信息独立存储成一个hash类型，就不会重复存储了，用户存储商品id，就能通过商品id在redis中查找商品信息。商品被购买了，就要到这个hash存储中添加信息

那每次买东西都添加商品信息，这不也会重复吗？我们使用hsetnx，已经添加过的商品（field）就不会再添加，相当于hexists + hset

hsetnx ：key对应的hash类型中，有field就不修改value，没有field就设置为value
hset：key对应的hash类型中，无论有没有field，都设置为value

hsetnx key field value 

销售场景二

双11活动日，销售手机充值卡的商家对移动、联通、电信的30元、50元、100元商品推出抢购活动，每种商品抢购上限1000张

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的value、抢购时使用降值的方式控制产品数量

redis只做数据的修改和保存，尽量不要把业务相关的操作放在redis上，比如判断是否存在等

string存储对象（json）与hash存储对象的区别：string存储对象讲究整体性，要么一次性更新，要么一次性获取，以读为主；hash存储可以把属性用field隔离开，比较灵活，便于修改