文章目录

    • 一. redis常用五大数据结构
    • ①：string && 使用场景
    • ②：hash && 其使用场景
    • ③：list && 使用场景
    • ④：set && 使用场景
    • ⑤：zset && 使用场景

 

 

一. redis常用五大数据结构

        redis中存储数据是以key-value的形式去存储的，其中key为String字符串类型，value的数据类型有string、hash、list、set、zset等这五种常用的。这五种数据结构在开发中基本上可以应对大部分场景的数据存储！！下面分别来介绍value的五种数据结构的用法以及使用场景
redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis

①：string && 使用场景

1.1 string常用操作

命令 说明
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)
   
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

1.2 string的使用场景

  1. 单值缓存
    SET key value
    GET key
    使用上面两条命令可以做用户id存储、商品库存存储等等！

  2. 对象缓存
    以缓存user对象为例，有以下两种方式

    ①：SET user:1 value(json格式数据)：把对象转json存入redis，也是当下常用的方式，获取数据需要做数据转换

    ②：MSET user:1:name zhuge user:1:balance 1888
    MGET user:1:name user:1:balance
    使用Mset命令，把对象拆开存储，每一个key只保存对象的一个字段信息，适用于经常修改user的某个字段的场景

  3. 分布式锁
    SETNX product:10001 true //操作product:10001
    。。。执行业务操作
    DEL product:10001 //删除product:10001

    其中SETNX key value 命令要求如果key已存在，则其他的setnx命令无法对当前key进行操作。

    在使用分布式锁时通常还会通过
    SET product:10001 true ex 10 nx 命令设置key的超时时间，防治死锁！

  4. 计数器
    INCR 文章id
    可以使用INCR命令实现数量自增，可以用于文章阅读量、热度人数统计等，用户每点进去一次执行一次INCR命令！
    redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_02

  5. 分布式系统全局序列号
    在分布式系统下，如果需要分库分表， mysql的数据库自增id已经无法满足分库分表下的id自增，这时就需要一个独立于数据库之外的中间件来实现id的分配。

    redis的INCR命令可以实现id、序列号的生成，但如果用户量非常大，每生成一个id、序列号都去redis会给redis添加不小的压力，我们可以一次性从redis中自增1000次，把序列号放入本地内存中，这1000个id用完了，再去redis再取1000个，可有效降低redis的压力！

 

②：hash && 其使用场景

2.1 hash的常用操作

命令 说明
HSET key field value 存储一个哈希表key的键值
HGET key field 获取哈希表key对应的field键值
HMSET key field value [field value …] 在一个哈希表key中存储多个键值对
HMGET key field [field …] 批量获取哈希表key中多个field键值
HSETNX key field value 存储一个不存在的哈希表key的键值
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

2.2 hash的用用场景

  1. 电商购物车
    1）以用户id为key === cart:1001
    2）商品id为field === 10088
    3）商品数量为value === 1

    购物车操作
    1）添加商品 hset cart:1001 10088 1
    2）增加数量 hincrby cart:1001 10088 1
    3）商品总数 hlen cart:1001
    4）删除商品 hdel cart:1001 10088
    5）获取购物车所有商品 hgetall cart:1001

redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_03
优点
1）同类数据归类整合储存，方便数据管理

2）相比string操作消耗内存与cpu更小
因为：string类型通过set key - val 的方式存储数据，通过对key进行hash运算决定当前key是存储在数组哪个位置。如果把hash类型的数据变成string类型来存储，则需要更多的key，同时在存放时也需要更多的hash(key)运算，消耗更多的cpu资源！

3）相比string储存更节省空间
如果把hash类型的数据变成string类型来存储，将需要存储更多key，如果数据量很多的情况下，redis底层那么存储数据的数组将很快会被占满，占满就会进行扩容，加大内存消耗。由此可见，string结构与hash结构只存储一个key相比，需要更多的内存空间！

缺点
1）过期功能不能使用在field上，只能用在key上
redis的过期时间只能用在key上，而hash的key是一个大的概念，里面的map型结构才是重要数据，但过期时间只能用在外边的大key上，hash结构相比于string不能实现精准过期！

2）hash结构在Redis集群架构下不适合大规模使用
因为如果一个hash的key中的属性很多的话，只能存在一个redis节点上，那么这个节点压力会比其他节点压力大很多，造成redis集群下压力分配不均衡！

 

③：list && 使用场景

list类似一个队列或栈

3.1 list 的常用操作

命令 说明
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

redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_04

3.2 list 的用用场景

  1. 模拟分布式系统数据结构
    ①：Stack(栈) = LPUSH（左边放） + LPOP（左边取）
    ②：Queue(队列）= LPUSH（左边放） + RPOP（右边取）
    ③：Blocking MQ(阻塞队列）= LPUSH（左边放） + BRPOP（右边阻塞取：没有数据就阻塞！）

    问：那么redis实现的数据结构和jdk中提供的数据结构有什么区别呢？

    答：jdk提供的数据结构仅在本服务中有用，如果在分布式环境下，则需要借助redis等中间件，模拟数据结构来统一管理数据。

    2. 微博、朋友圈、公众号等，关注的文章列表展示

    redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_05

            假如 小明 关注了 中国青年报、三太子敖丙 等大V的订阅号，当这些大V发布订阅号时，通过推或拉的方式把消息LPUSH放入redis中属于小明的list中。其中key为msg:{小明_ID}。当小明要获取大V们发的消息时，使用LRANGE 命令从队列中获取指定个数的订阅号信息！！

    ①：MacTalk发微博，消息ID为10010
    LPUSH msg:{小明_ID} 10010

    ②：备胎说车发微博，消息ID为10086
    LPUSH msg:{小明_ID} 10086

    ③：查看最新微博消息
    LRANGE msg:{小明_ID} 0 4

    这里有一个问题，大V发了消息的是怎么存储在粉丝的redis中呢？一般有两种处理方案！

    ①：推，博主发了消息，通过线程先推送到在线粉丝的队列中，其他不在线的等系统空闲时慢慢推过去。

    ②：拉，如果粉丝太多，推的方案还是要很长时间去处理，还有一种方案就是拉。每一个粉丝上线后就去关注的博主那里 拉取他发的最新的消息，在使用LRANGE取出即可！

 

④：set && 使用场景

set是一个集合，key不允许重复，如果重复设置key，则设置无效

4.1 set 的常用操作

命令 说明
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

命令 说明
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

4.2 set 的用用场景

  1. 抽奖活动
    redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_06
    1）点击参与抽奖加入集合
    SADD key {userlD}

    2）查看参与抽奖所有用户
    SMEMBERS key

    3）随机抽取count名中奖者
    SRANDMEMBER key [count] ------元素不从集合中删除
    SPOP key [count] ------ 元素从集合中删除

  2. 朋友圈点赞
    当某人在朋友圈发布消息，可用set来点赞展示
    redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_07

    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}

  3. 利用set的交、并、差集实现微博、微信关注模型

    关注模型如下图：

    redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_08

    首先了解一下set的集合操作，假如有三个集合
    set1：（a、b、c）
    set2：（b、c、d）
    set3：（c、d、e）

    三个集合的
    交集为：SINTER set1 set2 set3 ==> { c }
    并集为：SUNION set1 set2 set3 ==> { a,b,c,d,e }
    差集为：SDIFF set1 set2 set3 ==> { a }
    差集计算方式：set1 - （set2并set3） = {a、b、c} - {b、c、d、e} = {a} 只保留a中单独存在的元素

    共同关注A的人：可以用交集来实现
    我可能认识的人：可以使用差集来实现，把我关注的人求差集
    我关注的人也关注A：可以使用SISMEMBER 命令查看A是否在我关注的人的关注列表中，如果存在把这个人返回

 

⑤：zset && 使用场景

zset相比于set多一个score 分值，正是根据这个分值进行排序，所以zset才能展示有序的数据

5.1 zset 的常用操作

命令 说明
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

set运算操作

命令 说明
ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key …] 并集计算
   
ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …] 交集计算

redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_09

5.2 zset 的使用场景

  1. 实现热搜排行榜
    redis专题：redis的常用数据结构及使用场景_redis_10

①：点击 “美国选举” 新闻时，为其分值+1
ZINCRBY hotNews:20190819 1 美国选举

②：展示当日排行前十
ZREVRANGE hotNews:20190819 0 9 WITHSCORES

③：七日搜索榜单计算
取7天的key求并集放入新的key=hotNews:20190813-20190819中，就得出这7天中的访问量排行榜
ZUNIONSTORE hotNews:20190813-20190819 7
hotNews:20190813 hotNews:20190814… hotNews:20190819

④：展示七日排行前十
根据上边的并集，从新的key=hotNews:20190813-20190819中取出前10名
ZREVRANGE hotNews:20190813-20190819 0 9 WITHSCORES