Redis幾種資料結構的應用情境，redis資料結構情境

Redis幾種資料結構的應用情境，redis資料結構情境
String[html] view plaincopy

1. 1、String  
2. 常用命令：  
3. 除了get、set、incr、decr mget等操作外，Redis還提供了下面一些操作：  
4. 擷取字串長度  
5. 往字串append內容  
6. 設定和擷取字串的某一段內容  
7. 設定及擷取字串的某一位（bit）  
8. 大量設定一系列字串的內容  
9.   
10. 應用情境：  
11. String是最常用的一種資料類型，普通的key/value儲存都可以歸為此類，value其實不僅是String，  
12. 也可以是數字：比如想知道什麼時候封鎖一個IP地址(訪問超過幾次)。INCRBY命令讓這些變得很容易，通過原子遞增保持計數。  
13.   
14. 實現方式：  
15. m,decr等操作時會轉成數值型進行計算，此時redisObject的encoding欄位為int。  

Hash [html] view plaincopy

1. 常用命令：  
2. hget,hset,hgetall 等。  
3. 應用情境：  
4. 我們簡單舉個執行個體來描述下Hash的應用情境，比如我們要儲存一個使用者資訊對象資料，包含以下資訊：  
5.            使用者ID，為尋找的key，  
6.            儲存的value使用者物件包含姓名name，年齡age，生日birthday 等資訊，  
7.    如果用普通的key/value結構來儲存，主要有以下2種儲存方式：  
8.        第一種方式將使用者ID作為尋找key,把其他資訊封裝成一個對象以序列化的方式儲存，  
9.            如：set u001 "李三,18,20010101"  
10.            這種方式的缺點是，增加了序列化/還原序列化的開銷，並且在需要修改其中一項資訊時，需要把整個對象取回，並且修改操作需要對並發進行保護，引入CAS等複雜問題。  
11.        第二種方法是這個使用者資訊對象有多少成員就存成多少個key-value對兒，用使用者ID+對應屬性的名稱作為唯一標識來取得對應屬性的值，  
12.            如：mset user:001:name "李三 "user:001:age18 user:001:birthday "20010101"  
13.            雖然省去了序列化開銷和並發問題，但是使用者ID為重複儲存，如果存在大量這樣的資料，記憶體浪費還是非常可觀的。  
14.     那麼Redis提供的Hash很好的解決了這個問題，Redis的Hash實際是內部儲存的Value為一個HashMap，  
15.     並提供了直接存取這個Map成員的介面，  
16.         如：hmset user:001 name "李三" age 18 birthday "20010101"     
17.             也就是說，Key仍然是使用者ID,value是一個Map，這個Map的key是成員的屬性名稱，value是屬性值，  
18.             這樣對資料的修改和存取都可以直接通過其內部Map的Key(Redis裡稱內部Map的key為field), 也就是通過   
19.             key(使用者ID) + field(屬性標籤) 操作對應屬性資料了，既不需要重複儲存資料，也不會帶來序列化和並發修改控制的問題。很好的解決了問題。  
20.   
21.           這裡同時需要注意，Redis提供了介面(hgetall)可以直接取到全部的屬性資料,但是如果內部Map的成員很多，那麼涉及到遍曆整個內部Map的操作，由於Redis單執行緒模式的緣故，這個遍曆操作可能會比較耗時，而另其它用戶端的請求完全不響應，這點需要格外注意。  
22.   實現方式：  
23.     上面已經說到Redis Hash對應Value內部實際就是一個HashMap，實際這裡會有2種不同實現，這個Hash的成員比較少時Redis為了節省記憶體會採用類似一維數組的方式來緊湊儲存，而不會採用真正的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 [html] view plaincopy

1. 常用命令：  
2.     lpush,rpush,lpop,rpop,lrange,BLPOP(阻塞版)等。  
3.   
4. 應用情境：  
5.     Redis list的應用情境非常多，也是Redis最重要的資料結構之一。  
6.     我們可以輕鬆地實現最新訊息排行等功能。  
7.     Lists的另一個應用就是訊息佇列，可以利用Lists的PUSH操作，將任務存在Lists中，然後背景工作執行緒再用POP操作將任務取出進行執行。  
8.   
9. 實現方式：  
10.     Redis list的實現為一個雙向鏈表，即可以支援反向尋找和遍曆，更方便操作，不過帶來了部分額外的記憶體開銷，Redis內部的很多實現，包括髮送緩衝隊列等也都是用的這個資料結構。  
11.   
12. RPOPLPUSH source destination  
13.   
14.     命令 RPOPLPUSH 在一個原子時間內，執行以下兩個動作：  
15.     將列表 source 中的最後一個元素(尾元素)彈出，並返回給用戶端。  
16.     將 source 彈出的元素插入到列表 destination ，作為 destination 列表的的頭元素。  
17.     如果 source 和 destination 相同，則列表中的表尾元素被移動到表頭，並返回該元素，可以把這種特殊情況視作列表的旋轉(rotation)操作。  
18.     一個典型的例子就是伺服器的監控程式：它們需要在儘可能短的時間內，並行地檢查一組網站，確保它們的可訪問性。  
19.     redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.10"  
20.     redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.11"  
21.     redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.12"  
22.     redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.13"  
23.     Then:  
24.     next_ip = redis.rpoplpush "downstream_ips", "downstream_ips"  
25.   
26. BLPOP  
27.   
28.   假設現在有 job 、 command 和 request 三個列表，其中 job 不存在， command 和 request 都持有非空列表。考慮以下命令：  
29.   BLPOP job command request 30  #阻塞30秒，0的話就是無限期阻塞,job列表為空白,被跳過,緊接著command 列表的第一個元素被彈出。  
30.   1) "command"                             # 彈出元素所屬的列表  
31.   2) "update system..."                    # 彈出元素所屬的值   
32.   為什麼要阻塞版本的pop呢，主要是為了避免輪詢。舉個簡單的例子如果我們用list來實現一個工作隊列。執行任務的thread可以調用阻塞版本的pop去擷取任務這樣就可以避免輪詢去檢查是否有任務存在。當任務來時候背景工作執行緒可以立即返回，也可以避免輪詢帶來的延遲。  

Set [html] view plaincopy

1. 4、Set  
2.   
3. 常用命令：  
4.     sadd,srem,spop,sdiff ,smembers,sunion 等。  
5.   
6. 應用情境：  
7.     Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在於set是可以自動排重的，當你需要儲存一個列表資料，又不希望出現重複資料時，set是一個很好的選擇，並且set提供了判斷某個成員是否在一個set集合內的重要介面，這個也是list所不能提供的。  
8.     比如在微博應用中，每個人的好友存在一個集合（set）中，這樣求兩個人的共同好友的操作，可能就只需要用求交集命令即可。  
9.     Redis還為集合提供了求交集、並集、差集等操作，可以非常方便的實  
10.   
11. 實現方式：  
12.     set 的內部實現是一個 value永遠為null的HashMap，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。  

Sort Set [html] view plaincopy

1. 5、Sorted set  
2.   
3.   常用命令：  
4.     zadd,zrange,zrem,zcard等  
5.   
6.   使用情境：  
7.     以某個條件為權重，比如按頂的次數排序.  
8.     ZREVRANGE命令可以用來按照得分來擷取前100名的使用者，ZRANK可以用來擷取使用者排名，非常直接而且操作容易。  
9.     Redis sorted set的使用情境與set類似，區別是set不是自動有序的，而sorted set可以通過使用者額外提供一個優先順序(score)的參數來為成員排序，並且是插入有序的，即自動排序。  
10.     比如:twitter 的public timeline可以以發表時間作為score來儲存，這樣擷取時就是自動按時間排好序的。  
11.     比如:全班同學成績的SortedSets，value可以是同學的學號，而score就可以是其考試得分，這樣資料插入集合的，就已經進行了天然的排序。  
12.     另外還可以用Sorted Sets來做帶權重的隊列，比如普通訊息的score為1，重要訊息的score為2，然後背景工作執行緒可以選擇按score的倒序來擷取工作任務。讓重要的任務優先執行。  
13.   
14.     需要精準設定到期時間的應用  
15.     比如你可以把上面說到的sorted set的score值設定成到期時間的時間戳記，那麼就可以簡單地通過到期時間排序，定時清除到期資料了，不僅是清除Redis中的到期資料，你完全可以把Redis裡這個到期時間當成是對資料庫中資料的索引，用Redis來找出哪些資料需要到期刪除，然後再精準地從資料庫中刪除相應的記錄。  
16.   
17.   
18.   實現方式：  
19.     Redis sorted set的內部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證資料的儲存和有序，HashMap裡放的是成員到score的映射，而跳躍表裡存放的是所有的成員，排序依據是HashMap裡存的score,使用跳躍表的結構可以獲得比較高的尋找效率，並且在實現上比較簡單。  

訊息訂閱 [html] view plaincopy

1.    6、 Pub/Sub  
2.   
3.     Pub/Sub 從字面上理解就是發布（Publish）與訂閱（Subscribe），在Redis中，你可以設定對某一個key值進行訊息發布及訊息訂閱，  
4.     當一個key值上進行了訊息發布後，所有訂閱它的用戶端都會收到相應的訊息。這一功能最明顯的用法就是用作即時訊息系統，比如普通的即時聊天，群聊等功能。  
5.   
6. 用戶端1：subscribe  rain  
7. 用戶端2：PUBLISH  rain "my love!!!"  
8.     (integer) 2 代表有幾個客訂閱了這個訊息  

transaction [html] view plaincopy

1.   7、Transactions  
2.   
3.     誰說NoSQL都不支援事務，雖然Redis的Transactions提供的並不是嚴格的ACID的事務（比如一串用EXEC提交執行的命令，在執行中伺服器宕機，那麼會有一部分命令執行了，剩下的沒執行），但是這個Transactions還是提供了基本的命令打包執行的功能（在伺服器不出問題的情況下，可以保證一連串的命令是順序在一起執行的，中間有會有其它用戶端命令插進來執行）。  
4.     Redis還提供了一個Watch功能，你可以對一個key進行Watch，然後再執行Transactions，在這過程中，如果這個Watched的值進行了修改，那麼這個Transactions會發現並拒絕執行。  
5. Session 1  
6.     (1)第1步  
7.     redis 127.0.0.1:6379> get age  
8.     "10"  
9.     redis 127.0.0.1:6379> watch age  
10.     OK  
11.     redis 127.0.0.1:6379> multi  
12.     OK  
13.     redis 127.0.0.1:6379>  
14.    
15. Session 2  
16.     (2)第2步  
17.     redis 127.0.0.1:6379> set age 30  
18.     OK  
19.     redis 127.0.0.1:6379> get age  
20.     "30"  
21.     redis 127.0.0.1:6379>  
22.   
23. Session 1     
24.     (3)第3步  
25.     redis 127.0.0.1:6379> set age 20  
26.     QUEUED  
27.     redis 127.0.0.1:6379> exec  
28.     (nil)  
29.     redis 127.0.0.1:6379> get age  
30.     "30"  
31.     redis 127.0.0.1:6379>  
32.   
33.     第一步，Session 1 還沒有來得及對age的值進行修改  
34. 　　第二步，Session 2 已經將age的值設為30  
35. 　　第三步，Session 1 希望將age的值設為20，但結果一執行返回是nil，說明執行失敗，之後我們再取一下age的值是30，這是由於Session   1中對age加了樂觀鎖導致的。  
36.    

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