redis的五种数据结构及其使用场景

根据http://www.cleey.com/blog/single/id/808.html整理

 

1. String

常用命令:

get、set、incr、decr、mget等

应用场景:

String是最常用的数据类型,普通的key/value都可以归为此类,value其实不仅是String,也可以是数字。

比如想知道什么时候封锁一个IP地址(访问超过几次)。INCRBY命令让这些变得很容易,通过原子递增保持计数。

实现方式:

m,decr等操作时会转成数值型进行计算,此时redisObject的encoding字段为int。

 

2.Hash

常用命令:

hget、hset、hgetall等

应用场景:

比如我们要存储一个用户的信息,包含以下信息:

用户ID,为查找的key

存储的value用户对象包含姓名name,年龄age,生日birthday 等信息

如果以普通的key/value结构存储,主要有以下两种存储方式:

第一种方式将用户id作为key,其他信息封装成对象以序列化的方式存储,如

set u001 "李三,18,20010101"

这种方式的缺点,增加了序列化/反序列化的开销;需要修改其中一项信息时,需要把整个对象取回,修改操作需要对并发进行保护,引入CAS等复杂问题。

 

第二种方式是这个用户信息有多少成员就存成多少个key-value对,用用户id+对应属性名称作为唯一的标识来取得对应属性的值,如:

mset user:001:name "李三 "user:001:age18 user:001:birthday "20010101"

 

虽然省去了序列化开销和并发问题,但是用户ID为重复存储,如果存在大量这样的数据,内存浪费较大。

redis提供的hash很好的解决了这个问题,redis的hash实际是内部存储的value为一个HashMap,并且提供了直接存取这个map的成员接口。如

hmset user:001 name "李三" age 18 birthday "20010101"   

也就是说,key仍然是用户id,value是一个map,这个map的key是成员的属性名,value是属性值。

这里同时需要注意,Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的属性数据,但是如果内部Map的成员很多,那么涉及到遍历整个内部Map的操作,由于Redis单线程模型的缘故,这个遍历操作可能会比较耗时,而另其它客户端的请求完全不响应,这点需要格外注意。

实现方式:

Redis的Hash对应的Value内部实际就是一个HashMap,实际有两种不同的实现,如果成员较少时,Redis为了节省内存会采用类似一维数组方式存储,对应的value RedisObject的encoding为zipmap,当成员数量增大时会自动转成真正的HashMap,此时encoding为ht。

 

3.List

常用命令:

lpush,rpush,lpop,rpop,lrange,BLPOP(阻塞版)等。

应用场景:

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消息队列。利用Lists的push的操作,将任务存储在list中,然后工作线程再用pop操作将任务取出进行执行。

实现方式:

redis list的实现是一个双向链表,可以支持反向查找和遍历,更方便操作,不过带来了部分额外的内存开销,redis内部的很多实现,包括发送缓冲队列等也都用的是这个数据结构。

 

4. Set

常用命令:

sadd,srem,spop,sdiff ,smembers,sunion 等。

应用场景:

set类似list,特殊之处是set可以自动排重

set还提供了某个成员是否在一个set内的接口,这个也是list没有的。

比如在微博应用中,每个人的好友存在一个集合(set)中,这样求两个人的共同好友的操作,可能就只需要用求交集命令即可。

 Redis还为集合提供了求交集、并集、差集等操作。

实现方式:

set内部实现是一个value永远为null的HashMap,实际就是通过hash的方式快速排重的。

 

5. Sort Set

常用命令:

zadd,zrange,zrem,zcard等

使用场景:

sorted set的使用场景与set类似,区别是set不是自动有序的,而sorted set可以通过用户额外提供一个优先级(score)的参数来为成员排序,并且是插入有序的,即自动排序。

比如:twitter 的public timeline可以以发表时间作为score来存储,这样获取时就是自动按时间排好序的。

比如:全班同学成绩的SortedSets,value可以是同学的学号,而score就可以是其考试得分,这样数据插入集合的,就已经进行了天然的排序。

另外还可以用Sorted Sets来做带权重的队列,比如普通消息的score为1,重要消息的score为2,然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。

 

需要精准设定过期时间的应用

比如你可以把上面说到的sorted set的score值设置成过期时间的时间戳,那么就可以简单地通过过期时间排序,定时清除过期数据了,不仅是清除Redis中的过期数据,你完全可以把Redis里这个过期时间当成是对数据库中数据的索引,用Redis来找出哪些数据需要过期删除,然后再精准地从数据库中删除相应的记录。

实现方式:

Redis sorted set的内部使用HashMap和跳跃表(SkipList)来保证数据的存储和有序,HashMap里放的是成员到score的映射,而跳跃表里存放的是所有的成员,排序依据是HashMap里存的score,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率,并且在实现上比较简单。

 

 

此外,redis还有两个特性

1. 消息订阅

Pub/Sub 从字面上理解就是发布(Publish)与订阅(Subscribe),在Redis中,你可以设定对某一个key值进行消息发布及消息订阅,

当一个key值上进行了消息发布后,所有订阅它的客户端都会收到相应的消息。这一功能最明显的用法就是用作实时消息系统,比如普通的即时聊天,群聊等功能。

客户端1:subscribe  rain

客户端2:PUBLISH  rain "my love!!!"

(integer) 2 代表有几个客户端订阅了这个消息

 

2. transaction

Redis的Transactions提供的并不是严格的ACID的事务(比如一串用EXEC提交执行的命令,在执行中服务器宕机,那么会有一部分命令执行了,剩下的没执行),但是这个Transactions还是提供了基本的命令打包执行的功能(在服务器不出问题的情况下,可以保证一连串的命令是顺序在一起执行的,中间有会有其它客户端命令插进来执行)。 

Redis还提供了一个Watch功能,你可以对一个key进行Watch,然后再执行Transactions,在这过程中,如果这个Watched的值进行了修改,那么这个Transactions会发现并拒绝执行。

posted @ 2018-08-13 19:48  ottll  阅读(9911)  评论(0编辑  收藏