redis的使用场景和基本数据类型
一:redis使用的場景
redis是一個高性能的NoSQL數據庫,特點是高性能,持久存儲,適應高并發的應用場景。
下面看看它的使用場景
1、取最新N個數據的操作
比如取網站的最新文章,通過下面方式,我們可以將最新的5000條評論的ID放在Redis的List集合中,并將超出的部分從數據庫中獲取
1)使用PUSH latest.comments <ID> 命令,向list集合中插入數
2)插入完成后再用LTRIM latest.comments 0 5000 命令使其永遠保持最近5000個ID
3)然后我們就可以根據最新需要取最新的5000個評論
比如你還有不同的維度,比如某個分類的最新N條,那么你還可以在新建一個按此分類的List,也只存ID
2、排行榜應用,去TOP N 操作
這個需求與上面不同之處在于,前面的操作時間為權重, 這個是以某條件為權重, 游戲里面比如按等級排序,這時候就可以用sorted set了,將要排序的值設置成 sorted set的score,將具體的數據設置成相應的值,
每次只需要執行一條ZADD命令
3、需要精確設置過期時間的應用
比如你可以把上面說到的sorted set的score值設置成過期時間的時間戳,那么就可以簡單地通過過期時間排序,定時清除過期數據了,不僅是清除Redis中的過期數據,你完全可以把 Redis里這個過期時間當成是對數據庫中數據的索引,用Redis來找出哪些數據需要過期刪除,然后再精準地從數據庫中刪除相應的記錄。
4、 計數器應用
Redis的命令都是原子性的,你可以輕松地利用INCR,DECR命令來構建計數器系統。
5、 Uniq操作,獲取某段時間所有數據排重值
這個使用Redis的set數據結構最合適了,只需要不斷地將數據往set中扔就行了,set意為集合,所以會自動排重。
6、 實時系統,反垃圾系統
通過上面說到的set功能,你可以知道一個終端用戶是否進行了某個操作,可以找到其操作的集合并進行分析統計對比等。沒有做不到,只有想不到。
7、 Pub/Sub構建實時消息系統
Redis的Pub/Sub系統可以構建實時的消息系統,比如很多用Pub/Sub構建的實時聊天系統的例子。
8、 構建隊列系統
使用list可以構建隊列系統,使用sorted set甚至可以構建有優先級的隊列系統。
二:數據類型
redis最為常用的數據類型有5種:string,hash,list,set和SortedSet。
redisObj
redis內部使用一個redisObject的對象來表示所有的key和value。redisObj主要信息如下圖所示:
type:代表一個value對象具體是何種數據類型,
encoding:是不同數據類型在redis內部的存儲方式,比如:type=string代表value存儲的是一個普通字符串,那么對應的encoding可以是raw或者是int,如果是int則代表實際redis內部是按數值類型存儲和表示這個字符串的,當然前提是這個字符串本身可以用數值表示。
vm:這里需要特殊說明下vm字段,只有打開了redis的虛擬內存功能,此字段才會真真的分配內存,該功能默認是關閉的。vm的功能我們在稍后討論,通過上圖可以發現redis使用redisObject來表示所有的key-value數據是比較浪費內存的,當然這些內存管理的成本的付出也是為了給redis不同數據類型提供一個統一的管理接口,實際作者也提供了許多方法幫助我們盡量節省內存使用。這個也在稍后探討。下面我們先來逐一分析下這五種數據類型的使用和內部實現方式
String
常用命令:set,get,decr,incr, mset, mget等。
應用場景:String是最常用的一種數據類型,普通的key-value存儲都可以歸為此類。
實現方式:String在redis內部存儲默認就是一個字符串,被redisObject所引用,當遇到incr,decr等操作時,會轉成數值型進行計算,此時redisObject的encoding字段為int。
Hash
常用命令: hmset, hmget, hdel, hlen等。
應用場景
?我們簡單舉個實例來描述下Hash的應用場景,比如我們要存儲一個用戶信息對象數據,包含以下信息:
?用戶ID為查找的key,存儲的value用戶對象包含姓名,年齡,生日等信息,如果用普通的key/value結構來存儲,主要有以下2種存儲方式:
第一種方式將用戶ID作為查找key,把其他信息封裝成一個對象以序列化的方式存儲,這種方式的缺點是,增加了序列化/反序列化的開銷,并且在需要修改其中一項信息時,需要把整個對象取回,并且修改操作需要對并發進行保護,引入CAS等復雜問題。
?
第二種方法是這個用戶信息對象有多少成員就存成多少個key-value對兒,用用戶ID+對應屬性的名稱作為唯一標識來取得對應屬性的值,雖然省去了序列化開銷和并發問題,但是用戶ID為重復存儲,如果存在大量這樣的數據,內存浪費還是非常可觀的。
?那么Redis提供的Hash很好的解決了這個問題,Redis的Hash實際是內部存儲的Value為一個HashMap,并提供了直接存取這個Map成員的接口,如下圖:
?
也就是說,Key仍然是用戶ID, value是一個Map,這個Map的key是成員的屬性名,value是屬性值,這樣對數據的修改和存取都可以直接通過其內部Map的Key(Redis里稱內部Map的key為field), 也就是通過 key(用戶ID) + field(屬性標簽) 就可以操作對應屬性數據了,既不需要重復存儲數據,也不會帶來序列化和并發修改控制的問題。很好的解決了問題。
?這里同時需要注意,Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數據,但是如果內部Map的成員很多,那么涉及到遍歷整個內部Map的操作,由于Redis單線程模型的緣故,這個遍歷操作可能會比較耗時,而另其它客戶端的請求完全不響應,這點需要格外注意。
?實現方式:上面已經說到Redis Hash對應Value內部實際就是一個HashMap,實際這里會有2種不同實現,這個Hash的成員比較少時Redis為了節省內存會采用類似一維數組的方式來緊湊存儲,而不會采用真正的HashMap結構,對應的value redisObject的encoding為zipmap,當成員數量增大時會自動轉成真正的HashMap,此時encoding為ht
List
常用命令: lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。
應用場景: Redis list的應用場景非常多,也是Redis最重要的數據結構之一,比如twitter的關注列表,粉絲列表等都可以用Redis的list結構來實現,比較好理解,這里不再重復。
實現方式:Redis list的實現為一個雙向鏈表,即可以支持反向查找和遍歷,更方便操作,不過帶來了部分額外的內存開銷,Redis內部的很多實現,包括發送緩沖隊列等也都是用的這個數據結構。
Set
常用命令:sadd,spop,smembers,sunion 等。
應用場景:Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能,特殊之處在于set是可以自動排重的,當你需要存儲一個列表數據,又不希望出現重復數據時,set是一個很好的選擇,并且set提供了判斷某個成員是否在一個set集合內的重要接口,這個也是list所不能提供的。
實現方式:set 的內部實現是一個 value永遠為null的HashMap(ps:這點和java中set的實現基本相同),實際就是通過計算hash的方式來快速排重的,這也是set能提供判斷一個成員是否在集合內的原因。
Sorted Set
常用命令:zadd,zrange,zrem,zcard等.
使用場景:Redis sorted set的使用場景與set類似,區別是set不是自動有序的,而sorted set可以通過用戶額外提供一個優先級(score)的參數來為成員排序,并且是插入有序的,即自動排序。當你需要一個有序的并且不重復的集合列表,那么可以選擇sorted set數據結構,比如twitter 的public timeline可以以發表時間作為score來存儲,這樣獲取時就是自動按時間排好序的。
實現方式:Redis sorted set的內部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數據的存儲和有序,HashMap里放的是成員到score的映射,而跳躍表里存放的是所有的成員,排序依據是HashMap里存的score,使用跳躍表的結構可以獲得比較高的查找效率,并且在實現上比較簡單。
參考:https://blog.csdn.net/u013256816/article/details/51133134
轉載于:https://www.cnblogs.com/jiujuan/p/9061088.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的redis的使用场景和基本数据类型的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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