Redis基本数据结构及应用案例

一 :Redis 简介

redis 是目前最受欢迎的NoSql 数据库,是以内存作为数据存储介质,所以读写数据的效率极高,远远超过数据库。

redis的存储分为内存存储、磁盘存储和log文件三部分,重启后,Redis可以从磁盘重新将数据加载到内存中,此特性保证了数据的持久化。

今天主要简单的介绍下 redis的五种数据结构及其简单运用。
redis.png

二 :String 结构与应用场景

1、单值缓存

set key value
get key
单值存储.png

2、对象缓存

mset key value [key value …]
mget key [key …]
对象存储.png

3、分布式锁

setnx key value [set if not exists]
key 不存在时,设置成功,返回 1,key 存在则不做任何操作 返回0
比如对一个商品 Logitech:gpw 进行加锁,因为redis 是单线程的,只有一个加锁成功,其他返回加锁失败,操作如下:
分布式锁.png

4、web集群session 共享

使用spring session + redis 实现 session 共享

5、计数器

incr key
应用场景 :
    ①:如右图的阅读数
    ②:对于自增需要的处理
计数器.png
阅读案例.png

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;


/**
     * TS+日期+4位数字
     *
     * @return
     */
    public String getComplaintCode() {
        SimpleDateFormat dfst = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
        String newDate = dfst.format(new Date());
        String complaintCode = "";
        Long incr = this.incr("complaintRepair" + newDate, 24);
        if (incr == 0) {
            incr = this.incr("complaintRepair" + newDate, 24);
        }
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("0000");
        complaintCode = "TS" + newDate + df.format(incr);
        return complaintCode;
    }

    public Long incr(String key, long liveTime) {
        RedisAtomicLong entityIdCounter = new RedisAtomicLong(key, redisTemplate.getConnectionFactory());
        Long increment = entityIdCounter.getAndIncrement();
        if ((null == increment || increment.longValue() == 0) && liveTime > 0) {//初始设置过期时间
            entityIdCounter.expire(liveTime, TimeUnit.HOURS);
        }
        return increment;
    }

三 :Hash 结构与应用场景

1、单值缓存

    hset key field value 
    hset key field 
单值缓存.png

2、对象缓存

    hmset key field value [field value ...]
    hmget key field [field ...]
对象缓存.png

3、举例说明

工作中很少用hset ,就举例说明:下图主要信息有 :购物车商品数量,购物车单个商品id及数量,可以全选商品,增加数量,删除商品等操作,具体如下
购物车.png
购物车 :
①:以用户id 为key
②:商品id 为field
③:商品数量为value

购物车操作 :
①:添加商品  hset wangch:7456 bose:1 1
②:增加数量  hincrby wangch:7456 bose:1 1
③:商品总数  hlen wangch:7456
④:删除商品  hdel wangch:7456 bose:1    
⑤:获取购物车所有商品  hgetall wangch:7456
购物车操作.png

4、hash 结构的优缺点

优点 :
①:同类数据归类整合存储,方便数据管理
②:相比于string操作内存和cpu更小
③:相比于string存储更节省空间

缺点 :
①:过期功能不能使用在field上,只能使用在key上
②:redis集群架构下不适合大规模使用
集群示例.png

四 :List 结构与应用场景

1、基础命令

lpush key value [value …]
value值 从左到右的顺序依次插入到表头   
rpush key value [value ...]
value值 从右到左的顺序依次插入到表头   
lpop key
移除并返回列表 key 的头元素
rpop key
移除并返回列表 key 的尾元素

lrange key start stop
返回列表key 指定区间内元素,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,若列表没有元素,阻塞等待timeout秒,如果timeout=0 ,一直等待下去


brpop key [key …] timeout
从key列表表尾弹出一个元素,若列表没有元素,阻塞等待timeout秒,如果timeout=0 ,一直等待下去
List操作示例.png

2、常用数据结构

Stack(栈)=lpush + lpop (先进后出)
栈操作.png
Queue(队列)=lpush + rpop (先进先出)
队列操作.png
Blocking MQ (阻塞队列)=lpush + brpop
会话一阻塞.png

会话二新增数据.png
会话一获取数据.png

3、微信公众号消息流

①:Java3y 推送消息,消息id为 222
        lpush msg:wangch 222

②:Hollis 推送消息,消息id为 444
        lpush msg:wangch 444

③:查看最新的公众号消息
        lrange msg:wangch 0 4
公众号示例.png
操作示例.png
此种方式适用于粉丝量小的公众号推送方式

五 :Set 结构与应用场景

1、set 常用操作

sadd key member [member]   新增元素 ,  元素唯一不重复
srem key member [member]   删除元素
smembers key               获取集合key 所有元素
scard key                  获取集合key 元素个数
sismember key member       判断元素是否存在于集合key
srandmember key [count]    从集合key中取出count个元素,元素不删除
spop key [count]           从集合key中取出count个元素,元素删除

2、应用实例 :微信抽奖小程序

①:点击参与抽奖加入集合
    sadd key wangch
②:查看参与抽奖所有用户
    smembers key
    (scard key : 查看抽奖个数)
③:抽取count 名中奖者
    srandmember key [count]/ spop key [count]
    
(也可以用于点赞,收藏等场景)
抽奖.png

抽奖示例.png

3、set 运算操作

sinter key [key …]              交集运算
sunion key [key …]              并集运算
sdiff key [key …]               差集运算    
举例说明.png
sinter set2 set3 set3 --> {c}
sunion set2 set3 set3 --> {a,b,c,d,e}
sdiff set2 set3 set3 --> {a}

4 、应用实例 :集合操作实现关注模型

①:wangch关注的人
    sadd wangch zhangxh、lisi、wangwu 
②:小明关注的人
    sadd xiaom  lisi、 wangwu、zhaol
③: 李四关注的人
    sadd lisi  xiaom 、zhaol、 xiaoq
获取 wangch 和小明的共同关注
    sinter wangch xiaom --> {lisi、wangwu}
我关注的人也关注了他(小明)
     sismember lisi xiaom --> 返回 1 存在,
                                    则也关注了
我可能认识的人
    sdiff wangch xiaom --> {zhangxh}
关注.png

操作示例.png
可用于淘宝推荐商品:共同关注的人越多,说明兴趣爱好相同。当A购买一件商品时,就可能给你也推荐

六 : ZSet 结构与应用场景

1、ZSet 常用操作

sadd key score member [[scoremember] …]     有序集合key加入带分值元素
srem key member [member]                    有序集合删除元素
zscore key member                           返回有序集合key中元素member分值
zcard key                                   有序集合key中的元素个数
zrange key start stop [withscores]          正序获取key从start下标到stop下标元素
zrevrange key start stop [withscores]       倒序获取key从start下标到stop下标元素

2、 ZSet 集合操作

zunionstore destkey numkeys key  [key...]   并集操作
zinterstore destkey numkeys key  [key...]     交集操作
ZSet.png

3、 ZSet 实现微博排行榜

实现基础 : zset 数据会根据score自动排序,我们将点击次数作为zset ,随着用户点击实时变化
①:展示当日排行前十 (按照score倒序)
    zrevrange hot:20201229 0 9 withscores
②:累计计算近七日点击次数   
    zunionstore hot:20201222-2021229 7hot:20201222 hot:20201223 … hot:2021229
③:展示七日排行前十
     zrevrange hot:20201222-2021229  0 9 withscores
微博热搜.png

4、 ZSet 其他应用

zset 还可以用来实现延迟队列、接口限流等操作,主要是使用score 的特性,以时间戳作为score,来达到相应逻辑。
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