Redis的五大數據類型及其使用場景

来源:https://www.cnblogs.com/fhey/archive/2023/07/20/17569425.html
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redis是一個非常快速‎‎的非關係資料庫‎‎解決方案。其簡單的鍵值數據模型使 Redis 能夠處理大型數據集，同時保持令人印象深刻的讀寫速度和可用性。‎redis提供了五種數據類型，分別是是：1、string（字元串）；2、hash（哈希）；3、list（列表）；4、set（集合）；5、sort ... ...


前言

redis是一個非常快速‎‎的非關係資料庫‎‎解決方案。其簡單的鍵值數據模型使 Redis 能夠處理大型數據集，同時保持令人印象深刻的讀寫速度和可用性。‎redis提供了五種數據類型，分別是是：1、string（字元串）；2、hash（哈希）；3、list（列表）；4、set（集合）；5、sort set （有序集合）（其實隨著 Redis 版本的更新，後面又支持了四種數據類型：BitMap（2.2 版新增）、HyperLogLog（2.8 版新增）、GEO（3.2 版新增）、Stream（5.0 版新增），本文暫不作介紹。）。接下我就給大家介紹一下這五種數據類型的基本用法和使用場景。

Redis五大數據類型

一. String

1、簡介

字元串類型：實際上可以是字元串（包括XML、JSON）、還有數字（整形、浮點數）、二進位（圖片、音頻、視頻），最大不能超過512MB。

 

2、常用命令

（1）設值命令：

set age 23 ex 10 //10秒後過期 px 10000 毫秒過期

setnx name test //不存在鍵name時，返回1設置成功；存在的話失敗0

set age 25 xx //存在鍵age時，返回1成功

（2）獲值命令：

get age //存在則返回value, 不存在返回nil

（3）批量設值：

mset country china city beijing

（4）批量獲取：

mget country city address //返回china beigjin, address為nil

（5）計數命令：

incr age //必須為整數自加1，非整數返回錯誤，無age鍵從0自增返回1
decr age //整數age減1
incrby age 2 //整數age+2
decrby age 2//整數age -2
incrbyfloat score 1.1 //浮點型score+1.1

 

（6）append追加指令：

set name hello; append name world //追加後成helloworld

（7）字元串長度：

set hello “世界”；strlen hello//結果6，每個中文占3個位元組

（8）截取字元串：

set name helloworld ; getrange name 2 4//返回 llo

 

3、使用場景

（1） 簡單字元緩存

（2） 分散式鎖

（3）計數功能——》計數服務

INCR article:001 (文章001閱讀數加1)
GET airticle:001

文章閱讀數

（4） 各類場景下（單機或分散式）的標識號

Incrby serialNo 1 ——》分給每個服務1000個本地緩存Incrby serialNo 1000

（5） 集群環境下的Session共用

 

二、Hash

1、簡介

哈希hash是一個string類型的field和value的映射表，hash特適合用於存儲對象

hash

 

2、常用命令

（1）設值命令：

設值：

hset user:1 name james //成功返回1，失敗返回0

批量設值：

hmset user:2 name james age 23 sex boy //返回OK

（2）取值命令：

取值：

hget user:1 name //返回james

批量取值：

hmget user:2 name age sex //返回三行：james 23 boy

（3）刪除命令：

hdel user:1 age //返回刪除的個數

（4）計算個數：

hset user:1 name james;
hset user:1 age 23;
hlen user:1 //返回2，user:1有兩個屬性值

（5）判斷field是否存在：

hexists user:2 name //若存在返回1，不存在返回0

（6）獲取所有field:

hkeys user:2 // 返回name age sex三個field

（7）獲取user:2所有value：

hvals user:2 // 返回james 23 boy

（8）獲取user:2所有field與value：

hgetall user:2 //name age sex james 23 boy值

（9）增加1：

hincrby user:2 age 1 //age+1
hincrbyfloat user:2 age 2 //浮點型加2

 

3 、使用場景

（1） 存儲對象

實例：購物車

Hmset cart:001 prod:01 1 prod:02 1

當前登錄用戶ID號為key，商品ID號為Field，加入購物車數量為value

購物車展示

三、 List

1、簡介

用來存儲多個有序的字元串，一個列表最多可存2的32次方減1個元素。因為有序，可以通過索引下標獲取元素或某個範圍內元素列表，列表元素可以重覆

list

2、常用命令

（1）添加命令：

rpush james c b a //從右向左插入cba, 返回值3
lrange james 0 -1 //從左到右獲取列表所有元素 返回 c b a
lpush key c b a //從左向右插入cba
linsert james before b teacher //在b之前插入teacher, after為之後，使 用lrange james 0 -1 查看：c teacher b a

 

（2）查找命令：

lrange key start end //索引下標特點：從左到右為0到N-1
lindex james -1 //返回最右末尾a，-2返回b
llen james //返回當前列表長度
lpop james //把最左邊的第一個元素c刪除
rpop james //把最右邊的元素a刪除

 

3、使用場景

（1）利用List實現棧、隊列

1.先進後出：棧 = LPUSH+LPOP->FILO

2.先進先出：隊列=LPUSH+RPOP

3.Blocking MQ（堵塞隊列）= LPUSH+BRPOP

 

（2）redis做消息隊列（不推薦使用redis做消息隊列）

下麵以訂單為例子進行演示：

  1. 每個用戶有多個訂單key為 order:1 order:2 order:3, 結合hmset
hmset order:1 orderId 1 money 36.6 time 2018-01-01
hmset order:2 orderId 2 money 38.6 time 2018-01-01
hmset order:3 orderId 3 money 39.6 time 2018-01-01
  1. 把訂單信息的key放到隊列
lpush user:1:order order:1 order:2 order:3
  1. 新產生了一個訂單order:4，
hmset order:4 orderId 4 money 40.6 time 2018-01-01
  1. 追加一個order:4放入隊列第一個位置
lpush user:1:order order:4
  1. 當需要查詢用戶訂單記錄時：
List orderKeys = lrange user:1:order 0 -1 //查詢user:1 的所有訂單key值
for(Order order: orderKeys){
		hmget order:1
}

 

（3）列表緩存

微信訂閱號展示

 

小明微信號ID：001，他關註了頂級架構師、愛敲代碼的小黃、程式員蝸牛上圖的展示效果應該如何設計？

  1. 頂級架構師發佈了一條文章ID為100的文章
lpush:mes:001 100
  1. 愛敲代碼的小黃髮布了一條文章ID為101的文章
lpush:mes:001 101
  1. 程式員蝸牛發佈了一條文章ID為102的文章
lpush:mes:001 102
  1. 小明的微信訂閱號列表實現如下
lrange mes:001 0 5

 

四、Set

1、簡介

保存多元素，與列表不一樣的是不允許有重覆元素，且集合是無序，一個集合最多可存2的32次方減1個元素，除了支持增刪改查，還支持集合交集、並集、差集；

sey

2、常用命令

（1）檢查user鍵值是否存在

exists user 

（2）設置命令：

sadd user a b c//向user插入3個元素，返回3
sadd user a b //若再加入相同的元素，則重覆無效，返回0

（3）查找命令：

smember user //獲取user的所有元素,返回結果無序

（4）刪除命令：

srem user a //返回1，刪除a元素

（5）計算元素個數

scard user //返回2，計算元素個數

 

3、Set 集合特殊的操作指令

（1）集合與集合之間的交集

sinter setA setB -> 得到集合 {B,C}

（2）集合與集合之間的並集

sunion setA setB －－>得到集合{A,B,C}

（3）集合與集合之間的差集

sdiff setA setB－－>得到集合{A}

 

4、使用場景：

（1）標簽，社交，查詢有共同興趣愛好的人,智能推薦

使用方式：

給用戶添加標簽：

sadd user:1:fav basball fball pq
sadd user:2:fav basball fball
............

 

或給標簽添加用戶

sadd basball:users user:1 user:2
sadd fball:users user:1 user:2
........

 

計算出共同感興趣的人：

sinter user:1:fav user2:fav

 

（2）抽獎

微信抽獎

 

微信有一個活動，活動ID為001，如何實現微信抽獎功能，基於Redis設計實現？

假設小明的userId為: 004

  1. 當小明點擊參與抽獎時，數據放入set集合
sadd active:001 004
  1. 開始抽獎2名中獎者（隨機）
srandmember active:001 2

或者

 spop act:001 2
  1. 查看有多少用戶參加了本次抽獎
smembers active:001

 

（3）朋友圈點贊

朋友圈消息ID：008，微信點贊如何設計？

張三用戶ID 為userId:01

朋友圈點贊

 

（1）張三對消息ID008點贊啦

sadd zan:008 userId:01

（2）張三取消了對消息008的點贊

srem zan:008 userId:01

（3）檢查用戶是否點過贊

sismember zan:008 userId:01

（4）獲取消息ID008所有的點贊用戶列表

smembers zan:008

（5）消息ID008的點贊數計算

scard zan:008

 

 

（4）Set集合特殊的操作指令應用場景

如何實現微博的微關係設計？

微博關註

條件：

1 James關註的人

sadd jamesCares Irving,peter,king,jack

條件2 Irving關註的人

sadd IrvingCares james,jack,cjk,king

條件3 jack關註的人

sadd avCares deer,cjk,king

 

計算：

計算1 James和Irving共同關註的人

sinter jamesCares IrvingCares , 計算結果為 {jack, king}

計算2 我關註的人也關註他(king)

sismember IrvingCares king
sismember avCares king

計算3 我可能認識的人

SDIFF IrvingCares jamesCares-> {james.cjk}

 

五、ZSet

1、簡介

常用於排行榜，如視頻網站需要對用戶上傳視頻做排行榜，或點贊數與集合有聯繫，不能有重覆成員

zset

2、常用命令

（1）添加命令

zadd key score member [score member......]
zadd user:zan 200 james //james的點贊數1, 返回操作成功的條數1
zadd user:zan 200 james 120 mike 100 lee// 返回3
zadd test:1 nx 100 james //鍵test:1必須不存在，主用於添加
zadd test:1 xx incr 200 james //鍵test:1必須存在，主用於修改,此時為300
zadd test:1 xx ch incr -299 james //返回操作結果1，300-299=1

（2）查詢命令

zrange test:1 0 -1 withscores //查看點贊（分數）與成員名

 

（3）計算成員個數

zcard test:1 //計算成員個數， 返回1

 

3、使用場景

排名場景：

zadd user:3 200 james 120 mike 100 lee//先插入數據
zrange user:3 0 -1 withscores //查看分數與成員
zrank user:3 james //返回名次：第3名返回2，從0開始到2，共3名
zrevrank user:3 james //返回0， 反排序，點贊數越高，排名越前

 

排行榜系統，如視頻網站需要對用戶上傳的視頻做排行榜

點贊數：

zadd user:1:20180106 3 mike //mike獲得3個贊

再獲一贊：

zincrby user:1:20180106 1 mike //在3的基礎上加1

用戶作弊，將用戶從排行榜刪掉：

zrem user:1:20180106 mike

展示贊數最多的5個用戶：

zrevrangebyrank user:1:20180106 0 4

查看用戶贊數與排名：

zscore user:1:20180106 mike zrank user:1:20180106 mike

 

實例

以最典型的微博熱搜為例，描述用Redis設計實現, 以日期做為Key

微博熱搜展示

 

（1）點擊話題

zincrby topic:20230717 1 狗頭蘿莉

（2）上圖排行實現,展示今日前10排名

zrevrange topic:20230717 0 9 withscores

（3）統計近3日點擊數據

zunionstore topic:3day 3

（4） 展示近3日的排行前10名

zrevrange topic:20230717-20230717 0 9 withscores

 

4、ZSet和List、Set對比

ZSet和List、Set對比


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