REDIS_01Redis核心数据结构

2023-04-18 16:28:37   7  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

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

SETNX key value //存入一个不存在的字符串键值对

GET key //获取一个字符串键值

MGET key [key ...] //批量获取字符串键值

DEL key [key ...] //删除一个键

EXPIRE key seconds //设置一个键的过期时间(秒)

原子加减

INCR key //将key中储存的数字值加1

DECR key //将key中储存的数字值减1

INCRBY key increment //将key所储存的值加上increment

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

String 应用场景

单值缓存

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

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

Web集群Session共享

Spring session + redis 实现sessio共享

分布式系统全局序列号

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

Hash 结构

Hash常用操作

HSET key field value //存储一个哈希表key的键值

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

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

HGET key field //获取哈希表key对应的field键值

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

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

HLEN key //返回哈希表key中field的数量

HGETALL key //返回哈希表key中所有的键值

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

Hash应用场景

对象存储

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
商品id为field
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

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

List常用操作

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

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

LPOP key //移除并返回key列表的头元素

RPOP key //移除并返回key列表的尾元素

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

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

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

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
1）雷布斯发微博，消息ID为10018
LPUSH  msg:{一角钱-ID}  10018
2）马云发微博，消息ID为10086
LPUSH  msg:{一角钱-ID} 10086
3）查看最新微博消息
LRANGE  msg:{一角钱-ID}  0  4

Set 结构

Set常用操作

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

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

SMEMBERS key //获取集合key中所有元素

SCARD key //获取集合key的元素个数

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

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

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

Set应用场景

微信抽奖小程序

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}
2.取消点赞：SREM like:{消息ID}  {用户ID}
3.检查用户是否点过赞：SISMEMBER  like:{消息ID}  {用户ID}
4.获取点赞的用户列表：SMEMBERS like:{消息ID}
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

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

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

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

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

ZCARD key //返回有序集合key中元素个数

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

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

ZSet应用场景

ZSet集合操作实现排行榜

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

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