2022/08/04、05 day01-2/02：Redis数据类型

文章目录

• 今日内容
• 数据存储类型介绍
• string
• • **Redis数据存储格式**
  • **string类型**
  • **string类型数据的基本操作**
  • **string类型数据的扩展操作**
  • **string类型数据操作的注意事项**
  • **string类型应用场景**
  • **key的设置约定**
• hash
• list

今日内容

常用的数据类型一共有一下5种：

1. string
2. hash
3. list
4. set
5. sorted_set
6. 数据类型实践案例

数据存储类型介绍

业务数据的特殊性

• 作为缓冲使用

1. 原始业务功能设计
   1. 秒杀
   2. 京东618活动
   3. 天猫双11活动
   4. 火车排队购票
2. 运营平台监控到的突发高频访问数据
   1. 突发时政要闻，被强势关注围观
3. 高频、复杂的统计数据
   1. 在线人数
   2. 投票排行榜

• 附加功能

1. 系统功能优化或升级
   1. 单服务器升级集群
   2. Session管理
   3. Token管理

Redis数据类型（5种常用）

1. string
2. hash
3. list
4. set
5. sorted_set

string Redis数据存储格式

1. Redis自身是一个Map，其中所有的数据都是采用key:value的形式存储
2. 数据类型指的是存储的数据的类型，也就是value部分的类型，key部分永远都是字符串

string类型

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2NBOyzvI-1659702772759)(en-resource://database/4938:1)]

1. 存储的数据：单个数据，最简单的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型
2. 存储数据的格式：一个存储空间保存一个数据
3. 存储内容：通常使用字符串，如果字符串以整数的形式展示，可以作为数字操作使用，但其本质还是字符串

string类型数据的基本操作

1. 添加/修改数据：set key value
   1. 添加/修改多个数据：mset key1 value1 key2 value2…
   2. 追加信息到原始信息后部（如果原始信息存在就追加，否则新建）：append key value
2. 获取数据：get key
   1. 获取多个数据：mget key1 key2…
   2. 获取数据字符个数（字符串长度）：strlen key
3. 删除数据：del key
   1. (integer) 0 代表失败
   2. (integer) 1 代表成功

string类型数据的扩展操作

业务场景
大型企业级应用中，分表操作是基本操作，使用多张表存储同类型数据，但是对应的主键id必须保证统一性，不能重复。Oracle数据库具有sequence设定，可以解决该问题，但是MySQL数据库并不具有类似的机制，那么该如何解决呢？

解决方案：

1. 设置数值数据增加指定范围的值
   1. incr key 如果是数值，则给value做增操作，每次增加1个单位
   2. incrby key increment 增加指定的整数的值（可以为负数）
   3. incrbyfloat key increment 增加指定的小数的值
2. 设置数值数据减少指定范围的值
   1. decr key 如果是数值，则给value做减操作，每次减少1个单位
   2. decrby key increment 减少指定的整数的值（可以为负数）

string作为数值操作

1. string在redis内部存储默认就是一个字符串，当遇到增减类操作incr，decr时会转成数值型进行计算。
2. redis所有的操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响。
3. 注意：按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值，或超越了redis 数值上限范围，将报错。
   9223372036854775807（java中long型数据最大值，Long.MAX_VALUE）

Tips 1：

1. redis用于控制数据库表主键id，为数据库表主键提供生成策略，保障数据库表的主键唯一性
2. 此方案适用于所有数据库，且支持数据库集群

业务场景

• “最强女生”启动海选投票，只能通过微信投票，每个微信号每 4 小时只能投1票。
• 电商商家开启热门商品推荐，热门商品不能一直处于热门期，每种商品热门期维持3天，3天后自动取消热门。
• 新闻网站会出现热点新闻，热点新闻最大的特征是时效性，如何自动控制热点新闻的时效性。

解决方案

1. 设置数据具有指定的生命周期
   1. setx key seconds value 秒
      1. 例如：setex tel 10 1 当10s到达后，tel就失效为空了（没有了）
      2. 例如：set tel 2 此命令已经更新，上面的语句已经没有用了
   2. psetex key milliseconds value 毫秒
      1. 例如：psetex tel 9999 1

Tips 2：
redis 控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作

string类型数据操作的注意事项

1. 数据操作不成功的反馈与数据正常操作之间的差异
   1. 表示运行结果是否成功
      1. (integer) 0 -> false 失败
      2. (integer) 1 -> true 成功
   2. 表示运行结果值
      1. (integer) 3 -> 3 3个
      2. (integer) 1 -> 1 1个
   3. 数据为获取到
      1. (nil) 等同于null 不存在
      2. 数据最大存储量
         • 512MB
   4. 数值计算最大范围（java中的long的最大值）
      • ±9223372036854775807

string类型应用场景

业务场景

1. 主页高频访问信息显示控制。
   1. 例如新浪微博大V主页显示粉丝数与微博数量

解决方案

1. 在Redis中为大V用户设定用户信息，以用户主键和属性值作为key，后台设定定时刷新策略即可。
   1. eg: user3506728370:fans → 12210947
   2. eg: user3506728370:blogs → 6164
   3. eg: user3506728370:focuss → 83
      1. 例子：set user00789:blogs 789
      2. 例子：set user:id00789:fans 123456789
2. 在Redis中以json格式存储大V用户信息，定时刷新（也可以使用hash类型）
   • eg: user3506728370 →
     {“id”:3506728370,“name”:“春晚”,“fans”:12210862,“blogs”:6164, “focus”:83}
   • 例子：set user00789 {id:00789,blogs:789,fans:999}
   • 使用这种方式： incr user00789:blogs --> (integer) 790

Tips 3：
redis应用于各种结构型和非结构型高热度数据访问加速

key的设置约定

• 数据库中的热点数据key命名规范
  

hash

存储的困惑

hash类型

1. 新的存储需求：对一系列存储的数据进行编组，方便管理，典型应用存储对象信息
2. 需要的存储结构：一个存储空间保存多个键值对数据
3. hash类型：底层使用哈希表结果实现数据存储

hash类型数据的基本操作

1. 添加/修改数据
   1. hset key field value
      1. 例子：hset user name zhangsan
      2. 例子：hset user age 38
      3. 例子：hser user weight 80
2. 获取数据
   1. hget key field
      1. 单查询：hget user name
   2. hgetall key
      1. 全查询：hgetall user
3. 删除数据
   1. hdel key field1 [field2]
      1. 删除weight：hdel user weight
4. 添加/修改多个数据
   1. hmset key field1 value1 field2 value2…
   2. 例子：hmset user name zhangsanfeng weight 68 已经有的就改了，没有的就加上去了。
5. 获取多个数据
   1. hmget key field1 field2…
   2. 例子：hmget user name age -->纯值
6. 获取哈希表中字段的数量
   1. hlen key
   2. 例子：hlen user 看的是field的字段
7. 获取哈希表中是否存在指定的字段
   1. hexists key field
   2. 例子：hexists user age – (integer) 1 true
   3. 例子：hexists user hight – (integer) 0 false

hash类型数据扩展操作

1. 获取哈希表中所有字段名或字段值
   1. hkeys key
      1. 例子：hkeys user 打印field
   2. hvals key
      1. 例子：hvals user 打印value
2. 设置指定字段的数值数据增加指定范围的值
   1. hincrby key field increment
      1. 例子： hincrby user age 2 value字段增加整数范围内的值
   2. hincrbyfloat key field increment
      1. 例子：hincrbyfloat user age 1.1 value字段增加小数范围内的值

hash类型数据操作的注意事项

1. hash类型下的value只能存储字符串，不允许存储其他数据类型，不存在嵌套现象。如果数据未获取到对应的值为(nil)
2. 每个hash键值对式有上限的，可以存储2^32 -1个键值对
3. hash类型十分贴近对象的数据存储形式，并且可以灵活添加删除对象属性，但hash设计初衷不是为了存储大量对象设计的，切记不可滥用，更不可以将hash作为对象列表使用（随着对象存储的增多，会很麻烦，效率会很低）
4. hgetall操作可以获取全部属性，如果内部field过多，遍历整体数据效率就会很低，有可能成为数据访问瓶颈

hash类型应用场景
业务场景
电商网站购物车设计与实现

业务分析

1. 仅分析购物车的Redis存储模型
   1. 添加、浏览、更改数量、删除、清空
2. 购物车于数据库间持久化同步（不讨论）
3. 购物车于订单间的关系（不讨论）
   1. 提交购物车：读取数据生成订单
   2. 商家临时价格调整：隶属于订单级别
4. 未登录用户购物车信息存储（不讨论）
   1. cookie存储

解决方案

1. 以客户id作为key,每位客户创建一个hash存储结构存储对应的购物车信息
2. 将商品编号作为field，购买数量作为value进行存储
3. 添加商品：最佳全新的field与value
4. 浏览：遍历hash
5. 更改数量：自增/自减，设置value的值
6. 删除商品：删除field
7. 清空：删除key

购物车实现

1. 用户001 商品g01 g02
   1. hmset 001 g01 100 g02 200
2. 用户002 商品g02 g04 g05
   1. hmset 002 g02 1 g04 7 g05 100
3. 给001用户添加一个商品 g03 添加field
   1. hset 001 g03 5
4. 查看用户001的所有商品
   1. hgetall 001
5. 用户001 的g01商品不要了 删除field
   1. hdel 001 g01
6. 用户001 的 g03商品 在加10个 添加field对应的值
   1. hincrby 001 g03 10

提问：我们当前的设计是否加速了购物车的呈现？
当前仅仅是将数据存储到了Redis中，并没有起到加速的作用，商品信息还需要二次查询数据库。

• 每条购物车中的商品记录保存成两条field
• field1专用与保存购买数量
  • 命名规则：商品ID:nums
  • 保存数据：数值
• field2 专用于保存购物车中显示的信息，包含文字描述，图片地址，所属商家信息等
  • 命名格式：商品ID:info
  • 保存数据：json

实现

1. 用户003 商品信息 json
   1. hmset 003 g01:nums 100 g01:info {…}
   2. 查看一下：hgetall 003
2. 用户004 商品信息
   1. hmset 004 g01:nums 5 g01:info {…} 与003用户命令差不太多
   2. 查看一下：hgetall 004
3. 出现问题：大量的信息重复
   1.
   2. hsetnx key field value key中的field如果存在，就无效（不动）,不存在则生效（创建）
4. 独立hash，提升速度效率

Tips 4：
redis 应用于购物车数据存储设计

业务场景
商家的东西

• 双11活动日，销售手机充值卡的商家对移动、联通、电信的30元、50元、100元商品推出抢购活动，每种商品抢购上限1000张。

解决方案

• 以商家ID作为key
• 将参与抢购的商品ID作为field
• 将参与抢购的商品数量作为对应的value
• 抢购时使用降值的方式控制产品数量
• 实际业务总还有超卖等实际问题，这里不做讨论

实现

1. 设置抢购的商品
   1. hmset p01 c30 1000 c50 1000 c100 1000
2. 假设有一个人买到了一张，p50卡
   1. hincrby p01 c50 -1
3. 大老板购买p100的20张
   1. hincrby p01 c100 -20
4. 查看商品售卖情况
   1. hgetall p01

Tips 5：
redis 应用于抢购，限购类、限量发放优惠卷、激活码等业务的数据存储设计

业务场景

• string存储对象(json)与hash存储对象
  • string讲究一次性，讲究读
  • hash有一个分隔(field)讲究的是更新

list

list类型

• 数据存储需求：存储多个数据，并对数据进入存储空间的顺序进行区分
• 需要的存储结构：一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现进入顺序
• list类型：保存多个数据，底层是用双向链表存储结构实现

list 类型数据基本操作

• 添加/修改数据
  1. lpush key value1 [value2] … 从左边进
     1. 例子：lpush list1 huawei
     2. lpush list1 apple
     3. lpush list1 microsoft
  2. rpush key value1 [value2] … 从右边进
     1. 例子： rpush list2 a b c
• 获取数据
  1. lrange key start stop list有索引，start stop指的是索引 从n开始，从m结束
     1. 例子： lrange list1 0 4
     2. lrange list1 0 -1 这就可以看完
  2. lindex key index index代表的是索引
     1. 例子：lindex list1 0 0号索引是什么？
  3. llen key
     1. 例子：llen list1
• 获取并移除数据
  1. lpop key 从左边出（把key中的元素拿出来）
     1. 添加数据：lpush list3 a b c
     2. 拿出数据：lpop list3 --> c
     3. 查字段：llen list3 --> 2
  2. rpop key
     1. 向右拿出数据： rpop list3 --> a
     2. 查字段： llen list3 --> 1

list 类型数据扩展操作

• 规定时间内获取并移除数据
  1. blpop key1 [key2] timeout
  2. brpop key1 [key2] timeout
  3. 例子：
     1. 添加数据： lpush list0 a b
     2. 拿出数据：lpop list0
     3. 阻塞版本：我可以等[30s]
        1. blpop list0 10 [key …] timeout
        2. 能拿出来（key中存在）就拿出来，等效于lpop
        3. 不能拿出来就会等待(阻塞) 之后返回nil 或者直到key中存在，然后马上把它取出来

业务场景

• 微信朋友圈点赞，要求按照点赞顺序显示点赞好友信息
• 如果取消点赞，移除对应的好友信息

解决方案

• 移除指定数据
  • lrem key count value
  • l表示从左边删除 count代表个数 value删除哪个东西

实现

• 进来5个人
  • rpush 005 a b c d e
• 查看那些人
  • lrange 005 0 -1
• 现在c取消点赞了 动了中间的
  • lrem 005 1 c
• 再加点东西
  • rpush 005 a b a b a c e
• 删除3个a
  • lrange 005 0 -1

Tips 6：
redis 应用于具有操作先后顺序的数据控制

list 类型数据操作注意事项

• list中保存的数据都是string类型的，数据总容量是有限的，最多2^32-1个元素（4294967295）
• list具有索引的概念，但是操作数据时通常以队列的形式进行入队出队操作，或以栈的形式进行入栈出栈操作
• 获取全部数据操作结束索引设置为-1
• list可以对数据进行分页操作，通常第一页的信息来自于list，第二页及更多的信息通过数据库形式加载

list 类型应用场景

业务场景

• Twitter、新浪微博、腾讯微博中个人用户的关注列表需要按照用户的关注顺序进行展示，，粉丝列表需要将最近的粉丝列在前面

• 新闻、资讯类网站如何将最新的新闻或资讯按照发生的时间顺序展示？

• 企业运营过程中，系统将产生出大量的运营数据，如何保障多台服务器操作日志的统一顺序输出?

解决方案

• 依赖list的数据具有顺序的特征对信息进行管理
• 使用队列模型解决多路信息汇总合并的问题
• 使用栈模型解决最新消息的问题

实现
Redis充当的是汇总的角色，非常好的是它有顺序

• 窗口1
  • rpush logs a1
  • rpush logs a1…
  • lrange logs 0 -1
• 窗口2
  • rpush logs b1
  • rpush logs b1…
• 窗口3
  • rpush logs c1
  • rpush logs c1…

Tips 7：
redis 应用于最新消息展示

                                                                                 ——此文档为学习笔记！