redis的5種數據結構講解及使用場景

 

redis提供了5種數據結構,理解每種數據結構的特點對於redis開發運維非常重要。

一、字符串

  • 字符串類型是redis最基礎的數據結構,首先鍵是字符串類型,而且其他幾種結構都是在字符串類型基礎上構建的,所以字符串類型能爲其他四種數據結構的學習尊定基礎。
  • 字符串類型實際上可以是:簡單的字符串、複雜的字符串(xml、json)、數字(整數、浮點數)、二進制(圖片、音頻、視頻),但最大不能超過512M。

使用場景

  • 緩存功能:字符串最經典的使用場景,redis最爲緩存層,Mysql作爲儲存層,絕大部分請求數據都是redis中獲取,由於redis具有支撐高併發特性,所以緩存通常能起到加速讀寫和降低 後端壓力的作用。
  • 計數器:許多運用都會使用redis作爲計數的基礎工具,他可以實現快速計數、查詢緩存的功能,同時數據可以一步落地到其他的數據源。如:視頻播放數系統就是使用redis作爲視頻播放數計數的基礎組件。
  • 共享session:出於負載均衡的考慮,分佈式服務會將用戶信息的訪問均衡到不同服務器上,用戶刷新一次訪問可能會需要重新登錄,爲避免這個問題可以用redis將用戶session集中管理,在這種模式下只要保證redis的高可用和擴展性的,每次獲取用戶更新或查詢登錄信息都直接從redis中集中獲取。
  • 限速:處於安全考慮,每次進行登錄時讓用戶輸入手機驗證碼,爲了短信接口不被頻繁訪問,會限制用戶每分鐘獲取驗證碼的頻率。

二、哈希

  • 在redis中哈希類型是指鍵本身又是一種鍵值對結構

使用場景

  • 哈希結構相對於字符串序列化緩存信息更加直觀,並且在更新操作上更加便捷。所以常常用於用戶信息等管理,但是哈希類型和關係型數據庫有所不同,哈希類型是稀疏的,而關係型數據庫是完全結構化的,關係型數據庫可以做複雜的關係查詢,而redis去模擬關係型複雜查詢開發困難,維護成本高。

哈希直接用語言不太好理解,直接看圖,一目瞭然:

相關命令(基於4.0.1版本)

  1. hset命令:設置一個key的filed對應的值,filed不存在則新增,field存在則修改field對應的值。
  2. hgetall命令:獲取該key的所有field以及對應的值。
  3. hlen命令:獲取key的長度,就是field的個數。
  4. hvals命令:獲取所有filed對應的value,只返回value。
  5. hkeys命令:獲取所有的filed,只返回filed,不返回value。
  6. hmset命令:一次設置多個filed和對應的值
  7. hmget命令:獲取多個filed的值
  8. hdel命令:刪除filed,允許刪除多個。
  9. hincrby命令:給filed字段的值增加一個數,可以是負數。

    【注意】不能增加浮點數
  10. hexists命令:判斷某個field是否存在,存在則返回1,否則返回0。

三、列表

  • 列表類型是用來儲存多個有序的字符串,列表中的每個字符串成爲元素(element),一個列表最多可以儲存2的32次方-1個元素,在redis中,可以隊列表兩端插入(pubsh)和彈出(pop),還可以獲取指定範圍的元素列表、獲取指定索引下表的元素等,列表是一種比較靈活的數據結構,它可以充當棧和隊列的角色,在實際開發中有很多應用場景。
  • 優點:
    1.列表的元素是有序的,這就意味着可以通過索引下標獲取某個或某個範圍內的元素列表。
    2.列表內的元素是可以重複的。

使用場景

  • 消息隊列: redis的lpush+brpop命令組合即可實現阻塞隊列,生產者客戶端是用lupsh從列表左側插入元素,多個消費者客戶端使用brpop命令阻塞時的“搶”列表尾部的元素,多個客戶端保證了消費的負載均衡和高可用性。
  • 文章列表:每個用戶都有屬於自己的文章列表,現在需要分頁展示文章列表,此時可以考慮使用列表,列表不但有序同時支持按照索引範圍獲取元素。

四、集合

  • 集合類型也是用來保存多個字符串的元素,但和列表不同的是集合中不允許有重複的元素,並且集合中的元素是無序的,不能通過索引下標獲取元素,redis除了支持集合內的增刪改查,同時還支持多個集合取交集、並集、差集,併合理的使用好集合類型,能在實際開發中解決很多實際問題。

使用場景

  • 標籤(tag):集合類型比較典型的使用場景,如一個用戶對娛樂、體育比較感興趣,另一個可能對新聞感興趣,這些興趣就是標籤,有了這些數據就可以得到同一標籤的人,以及用戶的共同愛好的標籤,這些數據對於用戶體驗以及曾強用戶粘度比較重要。(用戶和標籤的關係維護應該放在一個事物內執行,防止部分命令失敗造成數據不一致)

五、有序集合

  • 有序集合和集合有着必然的聯繫,他保留了集合不能有重複成員的特性,但不同得是,有序集合中的元素是可以排序的,但是它和列表的使用索引下標作爲排序依據不同的是,它給每個元素設置一個分數,作爲排序的依據。(有序集合中的元素不可以重複,但是csore可以重複,就和一個班裏的同學學號不能重複,但考試成績可以相同)。

使用場景

  • 排行榜:有序集合經典使用場景。例如視頻網站需要對用戶上傳的視頻做排行榜,榜單維護可能是多方面:按照時間、按照播放量、按照獲得的贊數等。
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