redis应用场景及实例redis八种基本数据类型的应用场景redis数据类型以及应用场景

介绍

Redis一共有几种数据类型？（注意是数据类型不是数据结构）

一共是八种，String、Hash、Set、List、Zset、Hyperloglog、Geo、Streams。

1、为什么要把数据放在内存中？

1. 内存的速度更快，10WQPS
2. 减少计算的时间，减轻数据库压力

2、如果是用内存的数据结构作为缓存，为什么不用HashMap或者Memcached？

1. 更丰富的数据类型
2. 支持多种编程语言
3. 功能丰富：持久化机制、内存淘汰策略、事务、发布订阅、pipeline、LUA
4. 支持集群、分布式

3、Memcached和redis的区别是什么？

Memcached只能存储KV、没有持久化机制、不支持主从复制、是多线程的。

Reids默认有16个库（0-15），可以在配置文件redis.conf中修改。

databases16

RedisKey的最大长度限制是512M，值得限制不同，有的是用长度限制的，有的是用个数限制的。

String

介绍

最基本也是最常用的数据类型就是String。get和set命令就是String的操作命令，Redis的字符串被叫做二进制安全的字符串（Binary-safestrings）。

String可以存储三种类型，INT(整数)、float(单精度浮点数)、string(字符串)。

操作命令

下面是它的一些操作命令

#存值（如果对同一个keyset多次会直接覆盖旧值）setjack2673#取值getjack#查看所有键keys*#获取键总数（生产环境数据量大，慎用）dbsize#查看键是否存在existsjack#删除键deljacktonny#重命名键renamejacktonny#查看类型typejack#获取指定范围的字符getrangejack01#获取值长度strlenjack#字符串追加内容appendjackgood#设置多个值（批量操作，原子性）msetjack2673tonny2674#获取多个值mgetjacktonny#设置值，如果key存在，则不成功setnxjackshuaige#基于此实现分布式锁setkeyvalue[expirationEXseconds|PXmilliseconds][NX|XX]#(整数)值递增（值不存在会得到1）incrjackincrbyjack100#(整数)值递减decrjackdecrbyjack100#浮点数增量setmf2.6incrbyfloatmf7.3

应用场景

1、缓存

String类型，这是最常用的，可以缓存一些热点数据，比如首页新闻，可以显著提升热点数据的访问速度，同时减轻DB压力。

2、分布式数据共享

String类型，因为Redis是分布式的独立服务，可以在多个应用之间共享。

例如：分布式Session

<dependency><groupId>org.springframework.session</groupId><artifactId>spring-session-data-redis</artifactId></dependency>

3、分布式锁

参考《介绍几种常见的分布式锁写法》

4、全局ID

INT类型，INCRBY，利用原子性

incrbyuserid1000

（分表分库的场景，一次性拿一段）

5、计数器

INT类型，INCR方法

例如：文章的阅读量，微博点赞数，允许一定的延迟，先写入Redis再定时同步到数据库

6、限流

INT类型，INCR方法

以访问者的IP和其他信息作为key，访问一次增加一次计数，超过次数则返回false。

Hash

介绍

现在有一张teacher表

假设我们还是通过String类型存储的话，存储的时候就要把Teacher实体类进行序列化，然后作为value只存储进去；修改的时候，也需要把value先取出来进行反序列化，比如把年龄更改为21岁，然后再序列化，再存进去，十分的繁琐，增加开销。

我们需要单独获取、修改一个值，这时我们可以通过key分层的方式来实现，如下表：

但是这样key会很多，key也很长，占用空间，有没有更好的办法，这时候就用到我们的Hash类型，如下两张表所示：

这样也便于集中管理，划分的粒度不同，可以按照实际场景，key的过期时间，灵活度考虑选取哪一种存储方式。

Hash用来存储多个无序的键值对，最大存储数量2^32-1（40亿左右）。

优点：

1. 把所有相关的值聚集到一个Key中，节省内存空间
2. 只使用一个Key，减少Key冲突
3. 当需要批量获取值的时候，只需要使用一个命令，减少内存/IO/CPU的消耗

缺点：

1. Field不能单独设置过期时间
2. 需要考虑数据量分布的问题（field非常多的时候，无法分布到多个节点）

操作命令

#设置、批量设置值hseth1f6hseth1e5hmseth1a1b2c3d4#取值hgeth1a#批量取值hmgeth1abcd#获取所有fieldhkeysh1#获取所有field的值hvalsh1#返回哈希表中，所有的字段和值hgetallh1#删除fieldhdelh1a#获取哈希表中字段的数量hlenh1

应用场景

String可以做的事情，Hash都可以做。再补充一个场景，购物车：

key：用户id；field：商品id；value：商品数量；

+1：hincr；

-1：hdecr；

删除：hincrbykeyfield-1；

全选：hgetall；

商品数：hlen；

List

介绍

存储有序的字符串（从左到右），元素可以重复，最大存储数量2^32-1（40亿左右）。

下面通过画图来演示一下入队列，出队列

操作命令

#左推lpushqueuealpushqueuebc#右推rpushqueuede#左边移除并返回列表的第一个元素lpopqueue#右边移除并返回列表的第一个元素rpopqueue#通过索引获取列表中的元素lindexqueue0#返回列表中指定区间内的元素lrangequeue0-1

应用场景

1、列表

例如用户的消息列表、网站的公告列表、活动列表、博客的文章列表、评论列表等，通过LRANGE取出一页，按顺序显示。

2、队列/栈

List还可以当做分布式环境的队列/栈使用。

队列：先进先出，rpush和blpop

栈：先进后出，rpush和brpop

这里介绍两个阻塞的弹出操作：blpop/brpop，可以设置超时时间（单位：秒）。

blpop：blpopkey1timeout，移出并获取列表的第一个元素，如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。brpop：brpopkey1timeout，移出并获取列表的最后一个元素，如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。

Set

介绍

Set存储String类型的无序集合，最大存储数量2^32-1（40亿左右）。

如下图所示：

操作命令

#添加一个或多个元素saddmysetabcdefg#获取所有元素smembersmyset#统计元素个数scardmyset#随机获取一个元素srandmembermyset#随机弹出一个元素spopmyset#移除一个或者多个元素sremmysetdef#查看元素是否存在sismembermyseta#获取差集sdiffset1set2#获取交集sinterset1set2#获取并集sunionset1set2

应用场景

1、抽奖

随机获取元素：spopmyset

2、点赞、签到、打卡

我们以微博举例子，假设这条微博的ID是t1001，用户ID是u6001，

用dianzan:t1001来维护t1001这条微博的所有点赞用户。

点赞了这条微博：sadddianzan:t1001u6001

取消点赞：sremdianzan:t1001u6001

是否点赞：sismemberdianzan:t1001u6001

点赞的所有用户：smembersdianzan:t1001

点赞数：scarddianzan:t1001

比关系型数据库简单了许多。

3、商品标签

用tags:i8001来维护商品所有的标签。

saddtags:i8001画面清晰细腻

saddtags:i8001真彩清晰显示屏

saddtags:i8001流畅至极

4、商品筛选

华为P40上线了，支持民族品牌，加到各个标签中去。

saddbrand:huaweip40

saddos:androidp40

saddscreensize:6.0-6.24p40

买的时候筛选，牌子是华为，操作系统是安卓，屏幕大小在6.0-6.24之间的，取交集：

sinterbrand:huaweios:androidscreensize:6.0-6.24

ZSet

介绍

sortedset存储有序的元素。每个元素都有个score，按照score从小到大排序。score相同时，按照key的ASCII码排序。

操作命令

#添加元素zaddmyzset10java20php30ruby40cpp50python#获取全部元素zrangemyset0-1withscoreszrevrangemyzset0-1withscores#根据分数区间获取元素zrangebyscoremyzset2030#移除元素（也可以根据scorerank删除）zremmyzsetphpcpp#统计元素个数zcardmyzset#分值增加zincrbymyzset5python#根据分值min和max统计个数zcountmyzset2060#获取python排名zrankmyzsetpython#获取元素分数zscoremyzsetpython

应用场景

排行榜

今天是2021年5月23号，建一个key为hotSearch:20210523的zset。

放羊大叔这条新闻的id是n1234，每点击一下：zincrbyhotSearch:202105231n1234

获取热搜排行榜前十条：zrevrangehotSearch:20210523010withscores

袁老国士无双，一路走好，中华民族的儿女不会忘记您！

BitMaps

介绍

BitMaps是在字符串类型上定义地位操作，一个字节由8个二进制位组成。如下图所示：

m的ASCII码是109，对应的二进制数据是01101101

操作命令

#设置字符串key为k1，value为micsetk1mic#取k1的第七位，结果是0getbitk16#取k1的第八位为0，此时的ASCII码是108，对应字母是lsetbitk170#所以取出来值为licgetk1#统计二进制中1的个数，一共是12个bitcountk1#获取第一个1或者0的位置bitposk11bitposk11

应用场景

• BITOPANDdestkeykey[key...]，对一个或多个key求逻辑并，并将结果保存到destkey。
• BITOPORdestkeykey[key...]，对一个或多个key求逻辑或，并将结果保存到destkey。
• BITOPXORdestkeykey[key...]，对一个或多个key求逻辑异或，并将结果保存到destkey。
• BITOPNOTdestkeykey，对给定key求逻辑非，并将结果保存到destkey。

连续七天在线用户

#存值（如果对同一个keyset多次会直接覆盖旧值）setjack2673#取值getjack#查看所有键keys*#获取键总数（生产环境数据量大，慎用）dbsize#查看键是否存在existsjack#删除键deljacktonny#重命名键renamejacktonny#查看类型typejack#获取指定范围的字符getrangejack01#获取值长度strlenjack#字符串追加内容appendjackgood#设置多个值（批量操作，原子性）msetjack2673tonny2674#获取多个值mgetjacktonny#设置值，如果key存在，则不成功setnxjackshuaige#基于此实现分布式锁setkeyvalue[expirationEXseconds|PXmilliseconds][NX|XX]#(整数)值递增（值不存在会得到1）incrjackincrbyjack100#(整数)值递减decrjackdecrbyjack100#浮点数增量setmf2.6incrbyfloatmf7.30

那么在算连续七天在线用户就是：

BITOPAND7_both_online_usersfirstdayseconddaythirddayfourthdayfifthdaysixthdayseventhday

还可以应用访问统计、在线用户统计等等。

Hyperloglog

Hyperloglog提供了一种不太精确的基数统计方法，用来统计一个集合中不重复的元素个数，比如统计网站的UV，或者应用的日活、月活，存在一定的误差。

在Redis中实现的Hyperloglog，只需要12k内存就能统计2^64个数据。

#存值（如果对同一个keyset多次会直接覆盖旧值）setjack2673#取值getjack#查看所有键keys*#获取键总数（生产环境数据量大，慎用）dbsize#查看键是否存在existsjack#删除键deljacktonny#重命名键renamejacktonny#查看类型typejack#获取指定范围的字符getrangejack01#获取值长度strlenjack#字符串追加内容appendjackgood#设置多个值（批量操作，原子性）msetjack2673tonny2674#获取多个值mgetjacktonny#设置值，如果key存在，则不成功setnxjackshuaige#基于此实现分布式锁setkeyvalue[expirationEXseconds|PXmilliseconds][NX|XX]#(整数)值递增（值不存在会得到1）incrjackincrbyjack100#(整数)值递减decrjackdecrbyjack100#浮点数增量setmf2.6incrbyfloatmf7.31

源码在：com/xhj/jedis/HyperLogLogTest.java

Geo

现在有这样一个需求，获取半径1公里以内的门店，那么我们就要把门店的经纬度存起来，如果存在数据库的话，一个字段存经度，一个字段存维度，计算距离比较复杂。现在我们通过Redis的Geo存储十分方便。

#存值（如果对同一个keyset多次会直接覆盖旧值）setjack2673#取值getjack#查看所有键keys*#获取键总数（生产环境数据量大，慎用）dbsize#查看键是否存在existsjack#删除键deljacktonny#重命名键renamejacktonny#查看类型typejack#获取指定范围的字符getrangejack01#获取值长度strlenjack#字符串追加内容appendjackgood#设置多个值（批量操作，原子性）msetjack2673tonny2674#获取多个值mgetjacktonny#设置值，如果key存在，则不成功setnxjackshuaige#基于此实现分布式锁setkeyvalue[expirationEXseconds|PXmilliseconds][NX|XX]#(整数)值递增（值不存在会得到1）incrjackincrbyjack100#(整数)值递减decrjackdecrbyjack100#浮点数增量setmf2.6incrbyfloatmf7.32

可以增加地址位置信息、获取地址位置信息、计算两个位置的距离、获取指定范围内的地理位置集合等等。源码在：com/xhj/jedis/GeoTest.java

#存值（如果对同一个keyset多次会直接覆盖旧值）setjack2673#取值getjack#查看所有键keys*#获取键总数（生产环境数据量大，慎用）dbsize#查看键是否存在existsjack#删除键deljacktonny#重命名键renamejacktonny#查看类型typejack#获取指定范围的字符getrangejack01#获取值长度strlenjack#字符串追加内容appendjackgood#设置多个值（批量操作，原子性）msetjack2673tonny2674#获取多个值mgetjacktonny#设置值，如果key存在，则不成功setnxjackshuaige#基于此实现分布式锁setkeyvalue[expirationEXseconds|PXmilliseconds][NX|XX]#(整数)值递增（值不存在会得到1）incrjackincrbyjack100#(整数)值递减decrjackdecrbyjack100#浮点数增量setmf2.6incrbyfloatmf7.33

Streams

5.0推出的数据类型。支持多播的可持久化的消息队列，用于实现发布订阅功能，借鉴了Kafka的设计。

应用场景总结

• 缓存—提升热点数据的访问速度
• 共享数据—数据的存储和共享的问题
• 全局ID—分布式全局ID的生成方案（分库分表）
• 分布式锁—进程间共享数据的原子操作保证
• 在线用户统计和计数
• 队列、栈—跨进程的队列/栈
• 消息队列—异步解耦的消息机制
• 服务注册与发现—RPC通信机制的服务协调中心（Dubbo支持Redis）
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