REDIS_01Redis核心数据结构

2023-04-18 16:28:37   8  举报

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AI智能生成

Redis核心数据结构主要包括五种：字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）和有序集合（Sorted Set）。字符串是Redis最基本的数据类型，可以存储字符串、整数或浮点数。哈希用于存储键值对的集合，适用于存储对象。列表是简单的字符串列表，按插入顺序排序。集合是无序的字符串集合，用于存储不重复的数据。有序集合与集合类似，但每个元素都关联一个分数，用于排序。这些数据结构可以通过各种命令进行操作，如设置、获取、删除等，以满足不同场景的需求。

Reids

数据结构

作者其他创作

大纲/内容

五种常用数据结构

String 结构

字符串常用操作

SET key value  //存入字符串键值对<br>

MSET key value [key value ...]  //批量存储字符串键值对<br>

SETNX key value  //存入一个不存在的字符串键值对<br>

GET key  //获取一个字符串键值<br>

MGET key [key ...] //批量获取字符串键值<br>

DEL key [key ...]  //删除一个键<br>

EXPIRE key seconds //设置一个键的过期时间(秒)

原子加减<br>

INCR key //将key中储存的数字值加1<br>

DECR key //将key中储存的数字值减1<br>

INCRBY key increment //将key所储存的值加上increment<br>

DECRBY key decrement //将key所储存的值减去decrement

String 应用场景<br>

单值缓存<br>

SET key value Get key

对象缓存

SET user:1 value(json格式数据) MSET user:1:name yijiaoqian user:1:balance 1888 MGET user:1:name user:1:balance

分布式锁

SETNX product:10001  true //返回1代表获取锁成功 SETNX product:10001  true //返回0代表获取锁失败 ...执行业务操作... DEL product:10001 //执行完业务释放锁 SET product:10001 true  ex  10  nx //防止程序意外终止导致死锁

计数器<br>

INCR article:readcount:{文章id}    GET article:readcount:{文章id}

Web集群Session共享<br>

Spring session + redis 实现sessio共享<br>

分布式系统全局序列号<br>

INCRBY orderId 1000 //redis批量生成序列号提升性能

Hash 结构<br>

Hash常用操作<br>

HSET key field value  //存储一个哈希表key的键值<br>

HSETNX key field value  //存储一个不存在的哈希表key的键值<br>

HMSET key field  value [field value ...] //在一个哈希表key中存储多个键值对<br>

HGET key field  //获取哈希表key对应的field键值<br>

HMGET key field [field ...] //批量获取哈希表key中多个field键值<br>

HDEL key field [field ...]  //删除哈希表key中的field键值<br>

HLEN key //返回哈希表key中field的数量<br>

HGETALL key //返回哈希表key中所有的键值<br>

HINCRBY key field increment //为哈希表key中field键的值加上增量increment

Hash应用场景<br>

对象存储<br>

HMSET user {userId}:name  yijiaoqian {userId}:balance  1888 HMSET user 1:name yijiaoqian 1:balance 1888 HMGET user 1:name 1:balance

电商购物车

以用户id为key<br>商品id为field<br>商品数量为value

购物车操作

添加商品：hset cart:1001 10088 1 增加数量：hincrby cart:1001 10088 1 商品总数：hlen cart:1001 删除商品：hdel cart:1001 10088 获取购物车所有商品：hgetall cart:1001

v<br>

Hash结构优缺点

优点

同类数据归类整合储存，方便数据管理

相比string操作消耗内存与cpu更小

相比string储存更节省空间

缺点

过期功能不能使用在field上，只能用在key上

Redis集群架构下不适合大规模使用

布隆过滤器

List 结构<br>

List常用操作<br>

LPUSH key value [value ...] //将一个或多个值value插入到key列表的表头(最左边)<br>

RPUSH key value [value ...]  //将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边)<br>

LPOP key //移除并返回key列表的头元素<br>

RPOP key //移除并返回key列表的尾元素<br>

LRANGE key start stop //返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定<br>

BLPOP key [key ...] timeout //从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待<br>

BRPOP key [key ...] timeout //从key列表表尾弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待

List应用场景<br>

Stack(栈) = LPUSH + LPOP (FILO)

Queue(队列)= LPUSH + RPOP (FIFO)

Blocking MQ(阻塞队列)= LPUSH + BRPOP

微博和微信公号消息流

一角钱关注了雷军、马云等大V<br>1）雷布斯发微博，消息ID为10018<br>LPUSH  msg:{一角钱-ID}  10018<br>2）马云发微博，消息ID为10086<br>LPUSH  msg:{一角钱-ID} 10086<br>3）查看最新微博消息<br>LRANGE  msg:{一角钱-ID}  0  4

Set 结构<br>

Set常用操作<br>

SADD key member [member ...] //往集合key中存入元素，元素存在则忽略，若key不存在则新建<br>

SREM key member [member ...] //从集合key中删除元素<br>

SMEMBERS key //获取集合key中所有元素<br>

SCARD key //获取集合key的元素个数<br>

SISMEMBER key member //判断member元素是否存在于集合key中<br>

SRANDMEMBER key [count] //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除<br>

SPOP key [count] //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除

Set运算操作

SINTER key [key ...] //交集运算<br>SINTERSTORE destination key [key ..] //将交集结果存入新集合destination中<br>SUNION key [key ..] //并集运算<br>SUNIONSTORE destination key [key ...] //将并集结果存入新集合destination中<br>SDIFF key [key ...] //差集运算<br>SDIFFSTORE destination key [key ...] //将差集结果存入新集合destination中

Set应用场景<br>

微信抽奖小程序<br>

1.点击参与抽奖加入集合：SADD key {userID}  2.查看参与抽奖所有用户：SMEMBERS key 3.抽取count名中奖者：SRANDMEMBER key [count]/ SPOP key [count]

微信微博点赞，收藏，标签

1.点赞：SADD  like:{消息ID}  {用户ID} <br>2.取消点赞：SREM like:{消息ID}  {用户ID} <br>3.检查用户是否点过赞：SISMEMBER  like:{消息ID}  {用户ID} <br>4.获取点赞的用户列表：SMEMBERS like:{消息ID} <br>5.获取点赞用户数：SCARD like:{消息ID}

ZSet 有序集合结构

ZSet常用操作

<div>ZADD key score member [[score member]…] //往有序集合key中加入带分值元素</div><div></div><div></div>

<div>ZREM key member [member …] //从有序集合key中删除元素</div><div></div><div></div>

<div>ZSCORE key member  //返回有序集合key中元素member的分值</div><div></div><div></div>

<div>ZINCRBY key increment member //为有序集合key中元素member的分值加上increment </div><div></div><div></div>

<div>ZCARD key //返回有序集合key中元素个数</div>

ZRANGE key start stop [WITHSCORES] //正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]//倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

ZSet集合操作<br>

ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key ...]  //并集计算<br>ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …]  //交集计算

ZSet应用场景

ZSet集合操作实现排行榜<br>

1. 点击新闻：<br>ZINCRBY hotNews:20201221 1 完善低龄未成年人犯罪规定<br>2. 展示当日排行前十：<br>ZREVRANGE hotNews:20201221 0 9 WITHSCORES<br>3. 七日搜索榜单计算：<br>ZUNIONSTORE hotNews:20201215-20201221  7 <br>hotNews:20201215 hotNews:20201216... hotNews:20201221<br>4. 展示七日排行前十：<br>ZREVRANGE hotNews:20201215-20201221 0 9 WITHSCORES

Redis的单线程和高性能

Redis的单线程

主要是指 Redis 的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的

Redis的其他功能，比如持久化、异步删除、集群数据同步等，其实由额外的线程执行的

处理并发客户端连接

redis利用epoll实现IO多路复用，将连接信息和事件放到队列中，依次放到文件事件分派器，事件分派器将事件分发给事件处理器。

单线程性能快的原因

它所有的数据都在内存中，所有的运算都是内存级别的运算，而且单线程避免来多线程的切换性能损耗问题<br>

对于那些耗时的指令(比如keys)，一定要谨慎使用，一不小心就可能会导致 Redis 卡顿