【redis-01】redis基本数据类型和使用场景

news2024/11/15 19:33:30

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【一】redis基本数据类型和使用场景https://zhenghuisheng.blog.csdn.net/article/details/142406325

redis基本数据类型和使用场景

  • 一，redis基本数据类型和使用场景
    • 1，String数据类型
    • 2，Hash数据类型
    • 3，List数据类型
    • 4，Set数据类型
      • 4.1，抽奖设计
      • 4.2，点赞收藏设计
      • 4.3，社交系统实现
    • 5，Zset数据类型

一，redis基本数据类型和使用场景

在实际开发中，经常会用到一些缓存中间件，如redis，但是redis除了做缓存之外，还能做很多事情，本篇文章主要来讲解一下redis的基础数据类型。

我这边选用的是redis5.0的版本，然后通过docker安装的，因此直接进入docker容器内部，执行启动redis命令

//展示docker正在运行的容器，获取容器id
docker ps
//进入docker容器内部
docker exec -it d4fc743db4ad /bin/bash
//启动redis
redis-cli

在redis中，主要有5中数据类型：String数据类型、Hsah数据类型、list数据类型、set数据类型、zset数据类型

1，String数据类型

String类型在redis中的使用场景相对比较广泛，采用普通的 key-value 键值对的方式实现，一般更加的倾向于做缓存使用，如直接设置和获取某个值

set zhenghuisheng 18
get zhenghuisheng

在这里插入图片描述

当然在实际开发中，一般都会设置某个前缀，别上面的是设置年龄，那么就会在前面拼接一个年龄前缀

set age:zhenghuisheng 18

同时也可能直接会存某个被序列化的json对象，直接作为字符串存储在redis中，如在小商城中，可以直接将用户下单的订单信息存储在redis中，通过前缀+订单id作为key，然后被序列化的对象作为value

set order:12345 "{userId:1,money:200,productId:1}"

除了作缓存之外，String类型还能做简单的分布式锁，由于内部执行命令的线程为单线程，因此可以直接通过setnx命令来执行一把分布式锁

//设置一把分布式锁
setnx stock:lock true
//释放分布式锁
del stock:lock true

如下图所示，当第一个线程拿到这把分布式锁后，后面的线程会抢不到，直到把这把锁释放，其他线程才能拿到

在这里插入图片描述

String类型也可以做session会话，比如在实际开发中，直接将用户的token存入到redis中

set session:userid:12345 "session_data" EX 3600  # 1小时过期

也可以做限流操作，如在实际开发中，结合aop和自定义注解统计每个接口1分钟内外部调用的次数，当超过1000次时则对这个ip进行限流的操作

incrby api:rate_limit:ip:123.45.67.89 1000
expire api:rate_limit:ip:123.45.67.89 60  # 60秒过期

最后就是这个自增，比如统计文章的浏览数，某个街道通过的车辆数等等，那么就可以结合自增来实现

incr zhenghuisheng

总结：在实际开发中，String类型可以用作简单的分布式锁、计数器、session会话、限流等

2，Hash数据类型

hash有点类似于hash表，更加倾向于存储对象类型的数据，比如在实际开发中存对象可能会用序列化的String类型存，但是其实也是可以选择使用hash的数据类型存储。

HSET user:1001 name "zhenghuisheng" age 25 email "alice@example.com"
HGETALL user:1001  # 获取用户的所有信息

还有就是存一些商品信息，价格，描述等

HSET product:2001 name "小米8" price 1200 stock 30 description "米8"
HGET product:2001 price  # 获取商品的价格

相对于String类型，hash类型存储这些对象信息是更加的节省空间，而且对数据管理更加灵活方便。

hash类型也存在缺陷，就是存储的对象不能太大，否则会造成 大key 的问题，造成redis阻塞

3，List数据类型

在这里插入图片描述

list底层采用的是双向链表，允许数据从双端进行插入或者删除，list的常用命令如下

LPUSH / RPUSH：在列表左/右侧插入元素。

LPOP / RPOP：从列表左/右侧弹出元素。

LRANGE：获取列表中指定范围内的元素。

LLEN：获取列表长度。

LREM：移除列表中指定的元素

结合双向链表的特性，可以实现很多数据结构，如通过list设计一个栈、队列、或者设计一个阻塞队列

设计一个栈的思路如，栈的本质是先进后出，因此可以通过左边进左边取的的设计思路结合

lpush + lpop

设计一个Queue队列的思路如下，队列的本质是先进先出，那么数据就从左边取，右边进的原则

lpop + rpush

设计一个阻塞队列的思路如下，就是在数据出的时候，阻塞一下，通过blpop实现

blpop + rpush

在实际开发中，如拉取订阅的消息时，可以采用这种list方式拉取数据，通过时间线进行排序，最近的消息排在前面，如微博那边就是这样子设计的，直接通过lpush + lpop的方式实现

LRANGE timeline:user_1001 0 9  # 获取最近的 10 条动态

还有在一些经常需要分页的场景中，如某类商品的详情页需要分页查看

LPUSH products_page_1 "product_1001" "product_1002"
LRANGE products_page_1 0 9  # 获取第 1 页的 10 条产品数据

还有查看一些日志，也可以通过这种队列的方式实现，如查看最近的100条日志

LRANGE error_logs 0 9  # 获取最新的 10 条日志

4，Set数据类型

Redis 中的 Set 数据类型是一个无序集合，集合中的元素是唯一的 ，因此首先是适合需要记录唯一元素。如统计某个网站一天有多少人浏览，这时就需要通过用户id进行去重操作，那么就可以寻找set这种数据结构类型

4.1，抽奖设计

set还可以设计一个抽奖的功能，通过里面的随机值来实现，批量插入10条数据

SADD lottery:2024 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

然后查看所有参与了抽奖的用户，此时10个用户已经就绪

SMEMBERS lottery:2024

在这里插入图片描述

随后抽奖两次，每次抽3个人，可以发现每次抽到的人都不一样

SRANDMEMBER lottery:2024 3

在这里插入图片描述

当然有时候业务也可能不一样，就是说第一次得奖者不能参与第二次抽奖，那么需要使用这个 SPOP 命令

SPOP lottery:2024 3

4.2，点赞收藏设计

点赞系统设计：

  1. 用户点赞： 使用 Redis Set 来存储某个内容的点赞用户，每个内容对应一个 Set，用户的 ID 是集合中的元素，保证每个用户只能对某个内容点赞一次。
  2. 取消点赞： 用户取消点赞时，从 Set 中移除用户 ID。
  3. 统计点赞数： 通过 SCARD 命令统计集合的元素数量，即为点赞数。
  4. 查询某个用户是否点赞过： 使用 SISMEMBER 判断用户是否在 Set 中。
  5. 获取所有点赞的用户列表： 使用 SMEMBERS 获取点赞用户 ID 列表。

关键 Redis 命令：

  • SADD: 向集合中添加元素（点赞）。
  • SREM: 从集合中移除元素（取消点赞）。
  • SCARD: 获取集合的元素数量（点赞数）。
  • SISMEMBER: 判断用户是否在集合中（查询是否已点赞）。
  • SMEMBERS: 获取集合中的所有元素（点赞用户列表）。

执行命令如下

SADD user:star:2024 1 2 3		//添加3个点赞用户
SREM user:star:2024 1			//用户1取消点赞
scard user:star:2024   			//统计点赞数
sismember user:star:2024  1		//查询某个用户是否点赞
smembers user:star:2024    		//获取所有的点赞列表

4.3，社交系统实现

使用 Redis 的 Set 数据类型可以有效地设计一个社交网络的好友关系系统。通过 Set，我们可以轻松管理用户的好友列表，实现好友的添加、删除、查询和好友推荐等功能 。一般的社交系统，都能通过这种关注模型实现

好友关系设计：

  1. 添加好友：使用 Set 存储每个用户的好友列表，好友 ID 是集合中的元素。
  2. 删除好友：使用 SREM 从集合中移除好友 ID。
  3. 查看好友列表：使用 SMEMBERS 获取用户的所有好友 ID。
  4. 检查是否是好友：使用 SISMEMBER 判断某个用户是否在另一个用户的好友列表中。
  5. 推荐好友：可以使用集合的交集和并集来推荐可能的好友。

关键 Redis 命令：

  • SADD: 向集合中添加元素（添加好友）。
  • SREM: 从集合中移除元素（删除好友）。
  • SMEMBERS: 获取集合的所有元素（查看好友列表）。
  • SISMEMBER: 检查元素是否在集合中（是否是好友）。
  • SINTER: 获取多个集合的交集（推荐好友）。
  • SUNION: 获取多个集合的并集（找出所有好友）。

执行命令如下

SADD user:1:friends 2 3		//用户1添加用户2和3为好友
SADD user:2:friends 1 4		//用户2添加用户1和4为好友
SADD user:3:friends 1		//用户3添加用户1为好友

SREM user:1:friends 2 		//用户1删除用户2
SMEMBERS user:1:friends		//查看用户1的全部好友
SISMEMBER user:3:friends 1 //检查用户1是不是用户3的好友
    
SINTER user:1:friends user:3:friends	推荐用户3的好友，但用户1不是好友

5，Zset数据类型

zset的使用命令和set差不多，就是要在前面加一个z。与set不同的是，zset内部是进行了排序的

其使用的基本实现如下，如简单的实现一个分数的排行榜

首先添加用户及其得分

# 1. 添加用户及其得分
ZADD leaderboard 100 "user1"
ZADD leaderboard 200 "user2"
ZADD leaderboard 150 "user3"

然后更新用户1的分数

# 2. 更新用户1的分数
ZADD leaderboard 250 "user1"

获取得分最高的前 3 名用户

ZRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES
# 返回：["user1", "250", "user2", "200", "user3", "150"]

查看 user1 的分数

ZSCORE leaderboard "user1"
# 返回：250

删除 user2

ZREM leaderboard "user2"

获取第 2 到第 4 名的用户（此时可能没有第 3 名和第 4 名）

ZRANGE leaderboard 1 3 WITHSCORES
# 返回：["user3", "150"]（用户2已被删除）

获取得分最高的前 3 名用户（从高到低）

ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES
# 返回：["user1", "250", "user3", "150"]

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