2024.1.2 Redis 数据类型 Stream、Geospatial、HyperLogLog、Bitmaps、Bitfields 简介

目录

引言

Stream 类型

Geospatial 类型

HyperLogLog 类型

Bitmaps 类型

Bitfields 类型

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引言

• Redis 最关键（应用广泛、频繁使用）的五个数据类型

1. String
2. List
3. Hash
4. Set
5. ZSet

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• 下文介绍的数据类型一般适合在特定的场景中使用！

Stream 类型

• Stream 类型可理解为一个阻塞队列，可用记录和模拟实时的事件

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什么是事件？

• 有些操作，我们无法知道它啥时候会出现，所以只能等到这个事情出现了之后，再采取相应的动作来处理该事件！

实例理解

• JavaScript 中包含有 点击事件、键盘事件、窗口大小改变、位置改变事件 等
• epoll 是 Linux 中特定的 I/O 多路复用机制，用于监视多个文件描述符的事件，每当 网卡 或 socket 上有可读可写的数据时，epoll 便会使用 事件回调机制 来通知应用程序

总结：

• 官方文档的意思为 steam 类型可以用来模拟实现这种事件传播的机制

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应用场景

• stream 类型是 Redis 作为消息队列的重要支撑，属于 List 类型中 blpop 和 brpop 命令的升级版

Geospatial 类型

• Geospatial 类型是指一组用于存储地理空间信息（地理位置）的数据结构和相关操作
• 该类型主要用来存储坐标的（经纬度）

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应用场景

• 存储了一些坐标点后，便可让用户给定一个坐标，然后从刚才存储的坐标点中进行相应的查找
• 比如 按照半径、矩形区域 等

• 此处我们指定了一个坐标，并想要查找附近的美食，此时地图上便会标识出符合要求的坐标位置

HyperLogLog 类型

• HyperLogLog 类型不是 Redis 专有的类型，属于一种思想方法！
• HyperLogLog 类型可用于 估算 集合中的不重复元素的个数

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应用场景

• Set 类型存在一个应用场景，即统计服务器的 UV （用户的访问次数）

明确：

• 使用 Set 类型固然可以统计 UV，但是当 UV 的数据量非常大时，使用 Set 类型便会消耗很多内存空间

实例理解

• 使用 Set 类型存储 userId，且单个 userId 按 8 字节算
• 1亿 UV ——> 8 亿字节 ——> 0.8G ——> 800MB
• 使用 Set 类型存储一亿个 userId 便需要消耗 800MB 的内存空间
• 如果使用 HyperLogLog 类型，则最多消耗 12KB 的内存空间，便可实现上述效果！

重点理解：

• 之所以 Set 类型要消耗这么大的空间，是因为 Set 类型需要存储每个元素
• 而 HyperLogLog 类型却无需存储元素的内容，也能判断当前元素是否为重复元素
• 因为 HyperLogLog 类型会提取新增元素的特征，并利用该特征来判断后续新增的元素是否为重复元素！

通俗理解：

• HyperLogLog 类型适合用来计数，即记录出当前集合有多少个不同元素，但无法告诉你这些元素的内容是什么

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注意：

•  HyperLogLog 类型并不具有 100% 的精确性，即存在一定的误差！
• 官方文档描述误差大概为 0.81%

Bitmaps 类型

• Bitmaps 类型使用 bit 位来表示整数

• 位图（bitmaps）本质上还是一个集合，属于 Set 类型针对整数的特化版本
• 其目的也还是为了节省空间，且也因为计算机进行位运算一般都是比较高效的

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问题：

• 相比于使用 Bitmap 类型，使用 HyperLogLog 类型更节省空间呀？

明确：

• HyperLogLog 类型即可以存储数字，也可以存储字符串，但是 不存储元素内容，仅有计数效果
• 因为 Hyperloglog 类型在存储元素的时候，提取特征的过程 是不可逆的！
• 而 Bitmap 类型是实实在在存储了元素，即 可以通过遍历精确知道哪些元素已经存储

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总结：

• 通常我们首选还是使用 Set 类型，因为 Set 类型更加通用！
• 如果存在这种极端的特定场景，再进而考虑使用 Bitmap 类型、Hyperloglog 类型

Bitfields 类型

• Redis 的位域（bitfields）允许您设置、递增和获取任意位长度的整数值
• 位域（bitfields）相较于之前的 String 、Hash 类型来说，其目的也是为了节省空间！

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辅助理解：

• C 语言中的位域 是一种结构体成员的特殊用法，允许你在内存中以位为单位对数据进行紧凑的存储

• 位域 本质上是让我们进行精确位操作的一种方法

重点理解：

• Bitfields 类型与 C 语言中的位域非常相似
• Bitfields 类型可以理解成一串二进制序列（字节数组）
• 程序员可以将这个字节数组中的某几个位赋予特定的含义，并且可以针对这某几个位进行 读取、修改、算数运算等相关操作

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实例理解

• 此处我们需要针对页游初始化新玩家的 金币数
• 因此我们可以给每个玩家均分配一个位域，以此来表示每个玩家的 金币数
• 此处假设每个新玩家初始状态均有 1000 金币

> BITFIELD player:1:stats SET u32 #0 1000
1) (integer) 0

• 使用 BITFIELD 命令来进行操作
• "player:1:stats" 为 key 值 
• "SET" 属于 BITFIELD 命令下的一个子命令
• "u32" ——> unsigned 32 ——> 无符号操作 32 个 bit 位
• "#0" 相当于一个标签，此处表示 金币数
• "1000" 设置的初始值 1000 金币