redis-----04-----redis-hash结构以及应用

1 hash

字典结构，通过 hash 函数（而不是通过比较 key 的方式）来确定节点的位置，很多高级语言包含
这个数据结构，例如 c++ 中 unordered_map，go 语言当中的 map 结构。

redis的底层是使用数组加双向链表来实现hash结构的。

2 基础命令

详细命令请查看http://redis.cn/commands.html。

2.1 HSET、HGET、HMSET、HMGET、HGETALL

# 设置 key 对应 hash 中的 field 对应的值。
# 返回值integer-reply：含义如下，
# 1 如果field是一个新的字段。
# 0 如果field原来在map里面已经存在。
HSET key field value 
# 获取 key 对应 hash 中的 field 对应的值。
# 返回值bulk-string-reply：返回key对应字段field所关联的值。当字段不存在 或者 key 不存在时返回nil。 
HGET key field 

# 设置多个hash键值对。
# 返回值：成功是OK字符串，失败返回失败的字符串。
HMSET key field value [field value ...] 
# 获取多个field的值。
# 返回值array-reply：含有给定字段及其值的列表，并保持与请求相同的顺序。
# 对于哈希集(指所有字段field或者指key)中不存在的每个字段，返回 nil 值。因为不存在的key被认为是一个空的哈希集，对一个不存在的 key 执行 HMGET 将返回一个只含有 nil 值的列表。
HMGET key field [field ...]

# 获取该key的所有fields。
# 返回值array-reply：哈希集中字段和值的列表。当 key 指定的哈希集不存在时返回空列表。
# 返回值中，每个字段名的下一个是它的值，所以返回值的长度是哈希集大小的两倍。
HGETALL key

• HSET、HGET结果：
  
• HMSET、HMGET结果(都是主要按照上面的文字来进行验证的)：
  
• HGETALL结果：
  

2.2 HINCRBY、HLEN、HDEL

# 给 key 对应 hash 中的 field 对应的值加一个整数值。
# 增加 key 指定的哈希集中指定字段的数值。
# 如果 key 不存在，会创建一个新的哈希集并与 key 关联。
# 如果字段不存在，则字段的值在该操作执行前被设置为 0。
# HINCRBY 支持的值的范围限定在 64位 有符号整数。
# 返回值integer-reply：增值操作执行后的该字段的值。
HINCRBY key field increment 

# 获取 key 对应的 hash 有多少个键值对。
# 返回值integer-reply： 哈希集中字段的数量，当 key 指定的哈希集不存在即key不存在时返回 0。
HLEN key 

# 删除 key 对应的 hash 的键值对，该键为field。
# 从 key 指定的哈希集中移除指定的域。在哈希集中不存在的域将被忽略。
# 如果 key 指定的哈希集即key不存在，它将被认为是一个空的哈希集，该命令将返回0。
# 返回值integer-reply： 返回从哈希集中成功移除的域的数量。
HDEL key field [field ...]

上面三个命令的结果(主要按照文字来验证)：

3 存储结构

hash当节点数量少的时候(512个)且字符串长度小(64的长度)的时候，内部采用压缩列表存储，否则采用字典实现。

• 采用压缩列表存储，压缩列表也是数组实现的。在C/C++中，数组内存都是连续的。
• 如果节点太大或者字符串长度太大，那么采用字典，内部是采用数组加链表实现的。

实际上我们不需要记得那么清楚，只需要了解一下即可，我们只要记得hash是使用数组加链表实现即可，但它也有可能是只使用压缩列表即只用数组实现。

例如举个简单使用压缩列表(即数组)实现的hash结构的例子：
结果并分析：由于key的节点只有name和age，非常少，且字符串长度小，那么肯定会使用ziplist存储hash。

4 应用

4.1 存储对象

hash存储对象是非常方便的。且对该对象内容的添加、修改、删除也是非常方便的，我们只需要对某一个字段进行操作即可。例如：

1）先输入一个对象的信息。
hmset role:10001 name tyy age 18 sex male

2）此时对该对象增加money工资的字段。
hset role:10001 money 20000
# 查看添加money字段后的对象信息。
HGETALL role:10001
删除和添加同理，使用hdel即可，这里不演示了。

3）然后对该对象的money进行修改。
HSET role:10001 money 19000
HGETALL role:10001
#或者使用HINCRBY，效果一样。
HINCRBY role:10001 money -1000
HGETALL role:10001

结果：

之前讲过，string结构同样可以存储对象的信息，但是只能存储对象信息不经常改变或者固定的才行，否则效率非常低。如果对象的信息经常改动，那么应该使用上面的hash存储。

对比string：
使用string想要修改类似上面money的值，那么string需要这样处理：

1）首先加上redis已经存储有role:10001这个对象信息。
set role:10001 '{["name"]:"tyy",["sex"]:"male",["age"]:18, ["money"]:20000}'

2）那么程序需要先get获取信息。
get role:10001

3）将得到的字符串调用json.decode解密，取出字段，修改 money 值

4）# 再调用json加密。

5）最后set回字符串到redis。
set role:10001 '{["name"]:"tyy",["sex"]:"male",["age"]:18, ["money"]:18000}'

最终看到上面使用string对有修改需求的对象信息非常的麻烦。

而使用hash，只需要在代码执行一句命令即可，效率显而易见了。

HSET role:10001 money 18000

4.2 购物车

平时我们网购会经常看到购物车的功能实现。那么redis如何实现这个功能呢？

我们以购物车的举个例子：

• 1）分析实现购物车需要用到的redis结构。

# 1）
# 将用户id作为 key。
# 商品id作为 field。
# 商品数量作为 value。
# 所以这里需要用到一个hash结构。 
# 注意：
# 2）由于还包含商品的图片、商品主题描述等其它属性，所以我们需要额外的hash结构来存储。其中key为上面第一点hash结构的商品id，field为商品属性，value为属性内容。
# 3）这些物品是按照我们添加顺序来显示的；所以需要一个链表来处理顺序的问题。其中key为用户id，value为商品id。

通过上面分析，我们就知道，实现这个购物车需要两个hash结构，以及一个链表结构。第一个hash用来区别不同用户保存的商品，第二个hash用来区别同一个用户中不同商品的属性，；链表则用来处理购物车的先后顺序。下面来操作一下命令：

• 2）具体操作：

# 1.添加商品：
HSET MyCart:10001 40001 1
HMSET Item:40001 picture xxx.png text "t-shift"
LPUSH MyItem:10001 40001

# 2.增加、减少某个商品的购买数量：
HINCRBY MyCart:10001 40001 2
HINCRBY MyCart:10001 40001 -1

# 3.显示某个用户购物车中所有的物品数量(例如上图中左上角的全部数量14)：
HLEN MyCart:10001

# 4.删除用户购物车中的一个商品：
HDEL MyCart:10001 40001
DEL Item:40001
LREM MyItem:10001 1 40001

# 5.获取所有物品：
LRANGE MyItem:10001 0 -1
# 按照上面操作后此时是一个空链表，即购物车中没有物品，所以我们先添加几个进去，以便观察。
HSET MyCart:10001 40001 2
HMSET Item:40001 picture xxx.png text "t-shift"
LPUSH MyItem:10001 40002
HSET MyCart:10001 40002 1
HMSET Item:40002 picture xxx2.png text "computer"
LPUSH MyItem:10001 40002
HSET MyCart:10001 40003 1
HMSET Item:40003 picture xxx3.png text "iphone"
LPUSH MyItem:10001 40003

# 正式开始获取所有物品
LRANGE MyItem:10001 0 -1
HGET MyCart:10001 40001 
HGET MyCart:10001 40002 
HGET MyCart:10001 40003

运行结果：

• 3）思考，其实个人觉得，如果觉得上面结构用得比较多，我们可以减少一个hash结构的使用，即减少商品的属性的那个hash。但是这样在用户id为key的那个hash中，存储的value就不能是商品的数量了，而是商品的属性，以json字符串保存。这样处理，即使这个json经常会被修改，处理起来也是很方便的。大家可以按照自己的场景来实现，和上面的效率应该差不多，并且管理的数据结构减少了。
  命令就不写出来了，直接看下图即可：
  

这样redis的hash结构就学习到这里了。