概述：本系列博文所涉及的相關內容來源於debug親自錄製的實戰課程：緩存中間件Redis技術入門與應用場景實戰（SpringBoot2.x + 搶紅包系統設計與實戰），感興趣的小夥伴可以點擊自行前往學習（畢竟以視頻的形式來掌握技術 會更快！） ，文章所屬專欄：緩存中間件Redis技術入門與實戰
摘要：毫無疑問，集合Set同樣也是緩存中間件Redis中其中一個重要的數據結構，其內部存儲的元素/成員具有“唯一”、“隨機”等特性，在實際的項目開發中同樣具有相當廣泛的應用場景。本文我們將介紹並實戰一種比較典型的業務場景~“重複提交”，即如何利用集合Set的相關特性實現“用戶註冊時過濾重複提交的消息”！
內容：在前面幾篇文章中，我們介紹了Redis的數據結構~列表List，簡單介紹了其基本特性及其在實際項目中比較常見的、典型的應用場景！從本文開始，我們將着手介紹並實戰Redis的另外一種數據結構~集合Set，介紹其基本的特性、在Dos環境下的命令行列表以及在Spring Boot2.0搭建的項目下實際應用場景的代碼實戰等！
Redis的數據結構-集合Set 跟 我們數學中的集合Set、JavaSE中的集合Set可以說幾乎是相同的東西，，其特性均爲： “無序”、“唯一”，即集合Set中存儲的元素是沒有順序且不重複的！
除此之外，其底層設計亦具有“異曲同工”之妙，即採用哈希表來實現的，故而其相應的操作如添加、刪除、查找的複雜度都是 O(1) 。
一、DOS命令行的實操(基於redis-cli.exe工具即可實踐)
下面我們先採用 DOS下命令行的方式 來簡單的認識並實踐集合Set的相關命令，包括其常見的操作命令和“數學層面”集合的操作命令，如下圖所示：
（1）常見的操作命令無非就是“新增”、“查詢-獲取集合中的元素列表”、“查詢-獲取集合中的成員數目”、“查詢-獲取集合中隨機個數的元素列表”、“查詢-判斷某個元素是否爲集合中的成員”、“刪除-移除集合中的元素”等。
下面我們貼出幾個比較典型、常見的操作命令所對應的實際操作吧，其中相應命令的含義各位小夥伴可以對照着上面那張圖進行查看！
127.0.0.1:6379> SADD classOneStudents jacky xiaoming debug michael white (integer) 5 127.0.0.1:6379> SMEMBERS classOneStudents 1) "jacky" 2) "michael" 3) "debug" 4) "xiaoming" 5) "white" 127.0.0.1:6379> SCARD classOneStudents (integer) 5 127.0.0.1:6379> SADD classTwoStudents jacky xiaohong mary (integer) 3 127.0.0.1:6379> SISMEMBER jacky classOneStudents (integer) 0 127.0.0.1:6379> SISMEMBER classOneStudents jacky (integer) 1 127.0.0.1:6379> SPOP classOneStudents "white" 127.0.0.1:6379> SMEMBERS classOneStudents 1) "debug" 2) "jacky" 3) "xiaoming" 4) "michael" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER classOneStudents 1 1) "jacky" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER classOneStudents 3 1) "michael" 2) "xiaoming" 3) "debug" 127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER classOneStudents 10 1) "jacky" 2) "michael" 3) "xiaoming" 4) "debug"
（2）而“數學層面”集合的操作命令則比較有意思，在這裏我們主要介紹“交集”、“差集”和“並集”這三個操作命令，如下圖所示：
同樣的道理，我們依舊貼出這幾個操作命令所對應的DOS操作，相應命令的含義各位小夥伴可以對照着上面那張圖進行查看！
127.0.0.1:6379> SDIFF classOneStudents classTwoStudents 1) "white" 2) "xiaoming" 3) "debug" 4) "michael" 127.0.0.1:6379> SDIFF classTwoStudents classOneStudents 1) "xiaohong" 2) "mary" 127.0.0.1:6379> SINTER classOneStudents classTwoStudents 1) "jacky" 127.0.0.1:6379> SUNION classOneStudents classTwoStudents 1) "debug" 2) "jacky" 3) "xiaohong" 4) "xiaoming" 5) "michael" 6) "mary"
二、集合Set命令對應的代碼操作
基於這些操作命令，下面我們基於Spring Boot2.0搭建的項目，以“Java單元測試”的方式先進行一波“代碼實戰”，將“Dos下的命令行操作”轉化爲實際的代碼操作，如下所示：
@Test
public void method3() {
log.info("----開始集合Set測試");
final String key1 = "SpringBootRedis:Set:10010";
final String key2 = "SpringBootRedis:Set:10011";
redisTemplate.delete(key1);
redisTemplate.delete(key2);
SetOperations<String, String> setOperations = redisTemplate.opsForSet();
setOperations.add(key1, new String[]{"a", "b", "c"});
setOperations.add(key2, new String[]{"b", "e", "f"});
log.info("---集合key1的元素：{}", setOperations.members(key1));
log.info("---集合key2的元素：{}", setOperations.members(key2));
log.info("---集合key1隨機取1個元素：{}", setOperations.randomMember(key1));
log.info("---集合key1隨機取n個元素：{}", setOperations.randomMembers(key1, 2L));
log.info("---集合key1元素個數：{}", setOperations.size(key1));
log.info("---集合key2元素個數：{}", setOperations.size(key2));
log.info("---元素a是否爲集合key1的元素：{}", setOperations.isMember(key1, "a"));
log.info("---元素f是否爲集合key1的元素：{}", setOperations.isMember(key1, "f"));
log.info("---集合key1和集合key2的差集元素：{}", setOperations.difference(key1, key2));
log.info("---集合key1和集合key2的交集元素：{}", setOperations.intersect(key1, key2));
log.info("---集合key1和集合key2的並集元素：{}", setOperations.union(key1, key2));
log.info("---從集合key1中彈出一個隨機的元素：{}", setOperations.pop(key1));
log.info("---集合key1的元素：{}", setOperations.members(key1));
log.info("---將c從集合key1的元素列表中移除：{}", setOperations.remove(key1, "c"));
}點擊該單元測試方法左邊的“運行”按鈕圖標，即可將該單元測試方式運行起來，其運行後的結果如下圖所示：
相應的api就不一一介紹了，其方法名可以說是見名知意，大夥兒也可以照着擼一擼，敲一敲，實踐過後就會發現其實也沒那麼複雜！
三、典型應用場景實戰之~用戶註冊時過濾重複提交的信息
下面我們以實際項目開發中典型的應用場景爲案例，以實際的代碼踐行集合Set各種重要的特性，即主要有“唯一性”、“無序性”。
我們首先以“集合Set中的元素具有唯一性”進行開刀，以“用戶註冊時過濾重複提交的信息”爲案例進行代碼實戰。
說實在的，“重複提交”的業務場景在實際的項目開發中其實並不少見，比如用戶在前端提交信息時重複點擊按鈕多次，如果此時不採取相應的限制措施，那麼很有可能會在數據庫表中出現多條相同的數據條目！下面我們以“用戶註冊時重複提交信息”爲案例進行代碼實戰。
（1）工欲善其事，必先利其器，我們首先先在數據庫建立“用戶信息表user”，其DDL如下所示：
CREATE TABLE `user` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '姓名', `email` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '郵箱', PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `idx_email` (`email`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶表';
然後利用mybatis的代碼生成器或者逆向工程生成該數據庫表user的Entity實體信息、Mapper操作接口列表以及用於操作動態Sql的Mapper.xml，在這裏我就不貼出來其對應源碼了，各位小夥伴可以前往文末提供的地址進行下載查看！
（2）接下來，我們建立一個Controller，並在其中開發相應的請求方法，用於處理前端用戶提交過來的“註冊信息”，其源碼如下所示：
/**
* 數據類型爲Set - 數據元素不重複(過濾掉重複的元素；判斷一個元素是否存在於一個大集合中)
* @Author:debug (SteadyJack) – wx:debug0868
**/
@RestController
@RequestMapping("set")
public class SetController extends AbstractController {
@Autowired
private SetService setService;
//TODO:提交用戶註冊
@RequestMapping(value = "put",method = RequestMethod.POST,consumes = MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE)
public BaseResponse put(@RequestBody @Validated User user, BindingResult result){
String checkRes=ValidatorUtil.checkResult(result);
if (StrUtil.isNotBlank(checkRes)){
return new BaseResponse(StatusCode.Fail.getCode(),checkRes);
}
BaseResponse response=new BaseResponse(StatusCode.Success);
try {
log.info("----用戶註冊信息：{}",user);
response.setData(setService.registerUser(user));
}catch (Exception e){
response=new BaseResponse(StatusCode.Fail.getCode(),e.getMessage());
}
return response;
}
}（3）其Service的處理邏輯如下所示：
/**
* 集合set服務處理邏輯
* @Author:debug (SteadyJack)
* @Link: weixin-> debug0868 qq-> 1948831260
**/
@Service
public class SetService {
private static final Logger log= LoggerFactory.getLogger(SetService.class);
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
//TODO:用戶註冊
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public Integer registerUser(User user) throws Exception{
if (this.exist(user.getEmail())){
throw new RuntimeException(StatusCode.UserEmailHasExist.getMsg());
}
int res=userMapper.insertSelective(user);
if (res>0){
SetOperations<String,String> setOperations=redisTemplate.opsForSet();
setOperations.add(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
}
return user.getId();
}
//TODO:判斷郵箱是否已存在於緩存中
private Boolean exist(final String email) throws Exception{
//TODO:寫法二
SetOperations<String,String> setOperations=redisTemplate.opsForSet();
Long size=setOperations.size(Constant.RedisSetKey);
if (size>0 && setOperations.isMember(Constant.RedisSetKey,email)){
return true;
}else{
User user=userMapper.selectByEmail(email);
if (user!=null){
setOperations.add(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
return true;
}else{
return false;
}
}
}從該代碼中我們可以看出，在插入用戶信息進入數據庫之前，我們需要判斷該用戶是否存在於緩存集合Set中，如果已經存在，則告知前端該“用戶郵箱”已經存在（在這裏我們認爲用戶的郵箱是唯一的，當然啦，你可以調整爲“用戶名”唯一…），如果緩存集合Set中不存在該郵箱，則插入數據庫中，並在“插入數據庫表成功” 之後，將該用戶郵箱塞到緩存集合Set中去即可。
值得一提的是，我們在“判斷緩存Set中是否已經存在該郵箱”的邏輯中，是先判斷緩存中是否存在，如果不存在，爲了保險，我們會再去數據庫查詢郵箱是否真的不存在，如果真的是不存在，則將其“第一次”添加進緩存Set中（這樣子可以在某種程度避免前端在重複點擊提交按鈕時，產生瞬時高併發的現象，從而降低併發安全的風險）！
當然啦，這種寫法還是會存在一定的問題的：即如果在插入數據庫時“掉鏈子”了，即發生異常了導致沒有插進去，但是這個時候我們在“判斷緩存集合Set中是否存在該郵箱時已經將該郵箱添加進緩存中一次了”，故而該郵箱將永遠不能註冊了（但是實際上該郵箱並沒有真正插入到數據庫中哦！）
（4）既然出現了問題，那麼就得先辦法去解決，如下代碼所示，爲我們改造後的用戶註冊的服務邏輯：
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
public Integer registerUser(User user) throws Exception{
if (this.exist(user.getEmail())){
throw new RuntimeException(StatusCode.UserEmailHasExist.getMsg());
}
int res=0;
try{
res=userMapper.insertSelective(user);
if (res>0){
redisTemplate.opsForSet().add(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
}
}catch (Exception e){
throw e;
}finally {
//TODO:如果res不大於0，即代表插入到數據庫發生了異常，
//TODO:這個時候得將緩存Set中該郵箱移除掉
//TODO:因爲在判斷是否存在時 加入了一次，不移除掉的話，就永遠註冊不了該郵箱了
if (res<=0){
redisTemplate.opsForSet().remove(Constant.RedisSetKey,user.getEmail());
}
}
return user.getId();
}從該服務處理邏輯中，我們可以得知主要使用集合Set的API方法包括：“插入”、“判斷是否爲集合中的元素”、“集合中元素的個數”、“移除集合中指定的元素”等等
最後，我們打開Postman對該接口進行一番測試，如下幾張圖所示即可看到其最終的測試效果：
好了，本篇文章我們就介紹到這裏了，建議各位小夥伴一定要照着文章提供的樣例代碼擼一擼，只有擼過才能知道這玩意是咋用的，否則就成了“空談者”！對Redis相關技術棧以及實際應用場景實戰感興趣的小夥伴可以咱們51cto學院 debug親自錄製的課程進行學習：緩存中間件Redis技術入門與應用場景實戰（SpringBoot2.x + 搶紅包系統設計與實戰）
補充：
1、本文涉及到的相關的源代碼可以到此地址，check出來進行查看學習：https://gitee.com/steadyjack/SpringBootRedis
2、目前debug已將本文所涉及的內容整理錄製成視頻教程，感興趣的小夥伴可以前往觀看學習：https://edu.51cto.com/course/20384.html