关于Redis数据类型以及应用场景的分析与总结

数据类型

Redis常用的有五种类型,结合其他类型差不多有如下几种,String、hash、list、set、zset、geo、bitmaps、hyperLogLog和Stream。

String类型

String类型是一种字符串类型,类似一种键值对的形式。

一般我们用String类型用来存储商品数量、用户信息和分布式锁等应用场景。

1.存储商品数量。

set goods:count:1 1233
set goods:count:2 100

2.用户信息。

set user:1 "{"id":1, "name":"张三", "age": 12}"
set user:2 "{"id":2, "name":"李四", "age": 12}"

3.分布式锁。

# 设置一个不存在的键名为id:1值为10, 过期时间为10秒。
127.0.0.1:6379> set id:1 10 ex 10 nx
OK
127.0.0.1:6379> get id:1
"10"
# 当前的键还未过期,在次设置则不会设置成功。
127.0.0.1:6379> set id:1 10 ex 10 nx
(nil)
# 当10秒之后去获取,当前的键则为空。
127.0.0.1:6379> get id:1
(nil)

用Redis实现分布式锁的原理,当一个键存在则设置失败。

hash类型

hash类型是一种类似关系型数据库结构的数据结构。有一个键名,键存的内容是以键值对的形式存在。

利用hash结构,我们可以用来存储用户信息、对象信息等业务场景。

1.存用户信息。

127.0.0.1:6379> hset user:1 id 1 name zhangsan age 12 sex 1
(integer) 4
127.0.0.1:6379> hset user:2 id 2 name lisi age 14 sex 0
(integer) 4
127.0.0.1:6379> hmget user:1 id name age sex
1) "1"
2) "zhangsan"
3) "12"
4) "1"

2.存储对象信息。

127.0.0.1:6379> hset object:user id public-1 name private-zhangsan
(integer) 2
127.0.0.1:6379> hmget object:uesr id name
1) (nil)
2) (nil)
127.0.0.1:6379> hget object:user id
"public-1"
127.0.0.1:6379>

这里存储一个user对象,对象里面有两个属性,分别是id和name字,分别存储的是属性的访问权限和默认值拼接。

list类型

list类型是一个列表类型的数据结构。用一个键,按照顺序排列数据。

list一般用在的场景是队列、栈和秒杀等场景。

1.队列。

127.0.0.1:6379> lpush list:1 0 1 2 3 4 5 6
(integer) 7
127.0.0.1:6379> rpop list:1 1
1) "0"
127.0.0.1:6379> rpop list:1 1
1) "1"
127.0.0.1:6379> rpop list:1 1
1) "2"

使用list实现队列,是因为队列遵循先进先出的特点。

2.栈。

127.0.0.1:6379> lpush list:1 3 4 5 6
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"6"
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"5"
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"4"
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"3"

使用list实现队列,是因为队列遵循后进先出的特点。

3.秒杀。

127.0.0.1:6379> lpush order:user 11 12 14 15 16 17
(integer) 6

在秒杀场景下,我们可以将秒杀成功的用户先写进队列,后续的业务在根据队列中数据进行处理。

set类型

zet是一种集合类型,并且这种集合内的元素是无需且不会重复的。

set类型一般可以用在用户签到、网站访问统计、用户关注标签、好友推荐、猜奖、随机数生成等业务场景。

1.某日用户签到情况。

127.0.0.1:6379> sadd sign:2020-01-16 1 2 3 4 5 6 7 8
(integer) 8
127.0.0.1:6379> smembers sign:2020-01-16
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "7"
8) "8"

键为具体某日,存储的值则是签到用户的id。

2.用户关注标签。

127.0.0.1:6379> sadd user:1:friend 1 2 3 4 5 6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> sadd user:2:friend 11 22 7 4 5 6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> sinterstore user:relation user:1:friend user:2:friend
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers user:relation
1) "4"
2) "5"
3) "6"

用户1关注了id为1,2,3,4,5,6的栏目。用户2关注了id为11,22,7,4,5,6的栏目。这里取两个用户共同关注的栏目。

3.猜奖。

127.0.0.1:6379> spop user:2:friend 1
1) "5"

用set实现猜奖,主要是使用了随机抛出集合类的元素的特点。

zset类型

zset类型和set类型都是属于集合类型,两者不同点,在设置zset数据时要设置一个分数,这个分数可以用来做数据排序,并且zset类型的数据是有序的,因此zset也被叫做有序集合。

zset除了可以用在set可以用的场景下,更多的是可以用在排序的场景,如排行榜、延迟队列,就像未支付的订单在多少时间内就失效。

1.签到排行榜。

127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610812987 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610812980 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610812950 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610814950 4
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zcard goods:order
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zrangebyscore goods:order 1610812950 1610812987
1) "3"
2) "2"
3) "1"

将用户的签到时间作为排行的分数,最后查询指定范围内签到用户的id。

Bitmaps类型

Bitmaps底层存储的是一种二进制格式的数据。在一些特定场景下,用该类型能够极大的减少存储空间,因为存储的数据只能是0和1。为了便于理解,可以将这种数据格式理解为一个数组的形式存储。

利用该特点,可以将该类型用在一些访问统计、签到统计等场景。

1.某个用户一个月的签到记录。

127.0.0.1:6379> setbit user:2020-01 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit user:2020-01 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit user:2020-01 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount user:2020-01 0 4
(integer) 3

统计出该用户这个月只有4天签到。

2.统计某一天网站的签到数量。

127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 4 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 6 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount site:2020-01-17 0 100
(integer) 4
127.0.0.1:6379> getbit site:2020-01-17 5
(integer) 0

这里将用户的id作为偏移量,签到就是1。可以统计出具体访问的总数,同时可以根据某个用户的id查询是否在当前签到。如果根据偏移量重复设置一个值,此时不会被重复添加,只是Redis会返回1表示当前已经存在。

3.计算某段时间内,都签到的用户数量。

127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-18 6 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-18 4 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-18 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitop and continue:site site:2020-01-18 site:2020-01-17
(integer) 1

使用该场景,是因为该数据类型可以计算出多个key的交集(and)。同时可以取并集(or),或(or),异或(xor)。

HypefLogLog类型

HypefLogLog类型从使用上来说,有点类似于集合类型。该类型实际是一种字符串类型的数据结构。使用该类型最大的好处就是减少空间、但是也存在一定的误差率。该类型也是不允许同一个key存在重复元素。该类型也支持合并多个key的值。

该数据类型一般用在一些不需要精确计算的统计类场景。

1.用户签到统计。

127.0.0.1:6379> pfadd 2020:01:sgin  1 2 3 4 5 6 7 8
(integer) 1
# 尝试重复添加
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin  1 2 3 4 5 6 7 8
(integer) 0
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin  9
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin  10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin  11
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount 2020:02:sgin
(integer) 11

GEO类型

GEO类型是一种存储地理信息的数据格式,基于该数据特点。可以用在一些距离计算、附近推荐等业务场景。

1.距离计算

127.0.0.1:6379> geoadd city:distance nx 121.32 42.36 beijing 121.20 38.56 
shanghai 100.36 38.56 sichuan
(integer) 3
127.0.0.1:6379> geopos city:distance beijing shanghai sichuan
1) 1) "121.32000178098678589"
   2) "42.36000020595371751"
2) 1) "121.19999974966049194"
   2) "38.55999947301710762"
3) 1) "100.3599974513053894"
   2) "38.55999947301710762"
# 计算出北京到上海的距离
127.0.0.1:6379> geodist city:distance beijing shanghai km
"422.7819"

Stream类型

Stream类型是Redis在5.0之后版本新增的一种数据结构。该数据结构主要用户消息队列的场景。Redis 本身是有一个 Redis 发布订阅 (pub/sub) 来实现消息队列的功能,但它有个缺点就是消息无法持久化,如果出现网络断开、Redis 宕机等,消息就会被丢弃。

  1. 消息队列
    ```redis

    添加消息队列

  2. 0.0.1:6379> xadd message * name zhangsan age 12
    “1610873104343-0”
  3. 0.0.1:6379> xrange message - +
    1) 1) “1610873104343-0”
    2) 1) “name”
    2) “zhangsan”
    3) “age”
    4) “12”

    获取消息队列

  4. 0.0.1:6379> xrevrange message + - count 1
    1) 1) “1610873104343-0”
    2) 1) “name”
    2) “zhangsan”
    3) “age”
    4) “12”
    ```
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