Redis(二 数据类型及使用场景详解)

了解redis

官网

从官网中我们可以看到：“Redis is an open source (BSD licensed),in-memory data structure store, used as a database,cache and message broker.”

这句话的意思是：

• Redis是一个开源的，基于内存的数据结构存储，可用作于数据库、缓存、消息中间件。
• 从官方的解释上，我们可以知道：Redis是基于内存，支持多种数据结构。
• 从经验的角度上，我们可以知道：Redis常用作于缓存。

为什么使用redis

我们知道redis存储方式是以key-value，这和Java中的Map容器不是类似的吗？那为什么有了java map容器还是要使用redis呢？

• Java实现的Map是本地缓存，如果有多台实例(机器)的话，每个实例都需要各自保存一份缓存，缓存不具有一致性
• Redis实现的是分布式缓存，如果有多台实例(机器)的话，每个实例都共享一份缓存，缓存具有一致性
• Java实现的Map不是专业做缓存的，JVM内存太大容易挂掉的。一般用做于容器来存储临时数据，缓存的数据随着JVM销毁而结束。Map所存储的数据结构，缓存过期机制等等是需要程序员自己手写的。
• Redis是专业做缓存的，可以用几十个G内存来做缓存。Redis一般用作于缓存，可以将缓存数据保存在硬盘中，Redis重启了后可以将其恢复。原生提供丰富的数据结构、缓存过期机制等等简单好用的功能。

总得来说就是两点：

1. 性能
   在没有使用缓存我们是这样操作数据库的：
   
   这样频繁的操作数据库带来的问题很明确，数据量大的查询不仅效率低，还可能让数据库挂掉，这种查询就特别适合放在缓存中。

使用了缓存我们对数据库的操作就变成了这样：

使用缓存的好处：提高了查询效率和并发能力

使用redis引发 的问题：

1. 缓存和数据库双写一致性问题
2. 缓存雪崩问题
3. 缓存击穿问题
4. 缓存的并发竞争问题

后续会对这些问题做出详细说明

redis的数据结构：

redis常用的数据结构有：String、hash、set、list

String

常用命令：

命令	描述
SET key value	设置指定 key 的值
GET key	获取指定 key 的值
MSET key value [key value …]	批量设置字符串键值
GET key	获取指定 key 的值
MGET key1 [key2…]	获取所有(一个或多个)给定 key 的值
DEL key [key …]	删除指定key（一个或多个）
EXPIRE key seconds	设置一个key的过期时间（秒）
PEXPIRE key milliseconds	设置一个key的过期时间（毫秒）
INCRBY key increment	对数字key进行{increment}的增加
DECRBY key decrement	对数字key进行{decrement}的减少
INCR key	对数字key自增1
DECR key	对数字key自减1

reids更多详细命令

字符串key的设计原则

有如下表：
表明 student

id	name	age
1	zou	20
2	wh	20
3	hx	20

设值：
MSET student::{id}::name zou student::{id}:: age 19
取值：
MGET student::{id}::name student::{id}::age

在线redis试用

Redis分布式锁核心思路

//设值锁字符串键，若存在则设值失败
SETNX（"couponcode", 1）== 1//成功获取锁
SETNX（"couponcode", 1）== 0//有人占用资源获取锁失败
//业务处理完毕释放分布式索
DEL("couponcode");
//设值锁字符串键的时效时间，防止宕机，系统运行意外，导致无法释放锁，防止产生死锁

应用场景

1. 计数器：比如阅读量、浏览量
   

• 实现：

INCR key // INCR readcount::{文章id} 每阅读一次
 GET key // GET readcount::{文章id}  获得阅读量

2. 字符串键-分布式全局序列
   一般：

获取用户ID: INCR(“userID”)

一次拿一个，这样每次都要去读写io，太浪费性能了，所以一般是取一段

INCRBY(“userID”,1000)

Hash

类似java中的：
HashMap<String, HashMap<String, String>> h = new HashMap<String, HashMap<String, String>> ()
常用命令：

命令	描述
HSET key field value	存储一个散列键
HSETNX key field value	只有在字段 field 不存在时，存储这个散列键
HMSET key field1 value1 [field2 value2 ]	一个key中存储多个filed
HGET key field	获取key filed的散列键值
HMGET key field1 [field2]	批量获取key中多个filed的值
HDEL key field1 [field2]	删除一个或多个哈希表字段
HINCRBY key field increment	为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment

设值：
HMSET student 1::name zou 1::age 20
取值：
HMGET student 1::name 1::age

字符串键 VS Hash键

散列命令	字符串命令
HSET	SET
HGET	GET
HSETNX	SETNX
…	…

这里可以看到Hash键和String键差不多

Hash键的意义

1. Hash键可以将信息凝聚在一起，而不是直接分手的存储在整个redis中，这不仅方便了数据管理，还可以尽量避免一定的误操作；
2. 避免键名冲突
3. 减少内存占用（主要意义）

不适用Hash键的情况

1. 过期功能的使用，过期功能只能使用在key上；
2. 二进制操作命令如：SETBIT、GETBIT、BITOP
3. 需要考虑数据量分布的问题

List（列表键）

结构：是有头有尾的链表结构

常用命令：

散列命令	字符串命令
LPUSH key value1 [value2]	向key的列表键左边放入一个元素，key不存在则新建
RPUSH key value1 [value2]	向key的列表键中右边放入一个元素，key不存在则新建
LPOP key	向key的列表将最左端弹出一个元素
RPOP key	向key的列表键最右端弹出一个元素
LRANGE key start stop	获取列表建从start下标到stop下标的元素
BLPOP key1 [key2 ] timeout	阻塞的从key的列表键最左端弹出一个元素，若列表建中不存在元素，阻塞等待{timeout}秒，若{timeout} = 0 一直阻塞
BRPOP key1 [key2 ] timeout	阻塞的从key的列表键最右端弹出一个元素，若列表键中不存在元素，阻塞等待{timeout}秒，若{timeout} = 0,则一直阻塞

应用场景

1. 实现阻塞消息队列
2. 实现新浪/Twitter 用户消息列表功能

Set(应用场景最多)

set特点：无序，不重复
常用命令：

命令	描述
SADD key member1 [member2]	向集合键key中存放元素，若key不存在则新建
SREM key member1 [member2]	移除集合中一个或多个成员
SMEMBERS key	返回集合中的所有元素
SCARD key	获取集合键的元素个数
SISMEMBER key member	判断{member}元素是否存在于集合键key中
SRANDMEMBER key [count]	从集合键key中选出{count}元素，不从集合key中删除
SPOP key [count]	从集合key中选出{count}元素，并且从集合键中删除

应用场景

1. 实现直播刷礼物、转发、抽奖活动
2. 实现点赞、签到、like等功能
3. 可能认识的人（通过集合键运算API）
4. 电商商品筛选
5. 基于集合键运算API，实现与支付系统时间对账