String
常用命令:
除了get厕氨、set芹扭、incr、decr mget等操作外,Redis還提供了下面一些操作:
獲取字符串長度
往字符串a(chǎn)ppend內(nèi)容
設(shè)置和獲取字符串的某一段內(nèi)容
設(shè)置及獲取字符串的某一位(bit)
批量設(shè)置一系列字符串的內(nèi)容
應(yīng)用場景:
String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型谚咬,普通的key/value存儲都可以歸為此類舱痘,value其實(shí)不僅是String抡蛙,
也可以是數(shù)字:比如想知道什么時(shí)候封鎖一個(gè)IP地址(訪問超過幾次)马僻。INCRBY命令讓這些變得很容易,通過原子遞增保持計(jì)數(shù)倍啥。
實(shí)現(xiàn)方式:
m,decr等操作時(shí)會轉(zhuǎn)成數(shù)值型進(jìn)行計(jì)算禾乘,此時(shí)redisObject的encoding字段為int。
Hash
常用命令:
hget,hset,hgetall 等虽缕。
應(yīng)用場景:
我們簡單舉個(gè)實(shí)例來描述下Hash的應(yīng)用場景始藕,比如我們要存儲一個(gè)用戶信息對象數(shù)據(jù),包含以下信息:
用戶ID氮趋,為查找的key伍派,
存儲的value用戶對象包含姓名name,年齡age剩胁,生日birthday 等信息诉植,
如果用普通的key/value結(jié)構(gòu)來存儲,主要有以下2種存儲方式:
第一種方式將用戶ID作為查找key,把其他信息封裝成一個(gè)對象以序列化的方式存儲昵观,
如:set u001 "李三,18,20010101"
這種方式的缺點(diǎn)是晾腔,增加了序列化/反序列化的開銷,并且在需要修改其中一項(xiàng)信息時(shí)啊犬,需要把整個(gè)對象取回灼擂,并且修改操作需要對并發(fā)進(jìn)行
保護(hù),引入CAS等復(fù)雜問題椒惨。
第二種方法是這個(gè)用戶信息對象有多少成員就存成多少個(gè)key-value對兒缤至,用用戶ID+對應(yīng)屬性的名稱作為唯一標(biāo)識來取得對應(yīng)屬性的值潮罪,
如:mset user:001:name "李三 "user:001:age18 user:001:birthday "20010101"
雖然省去了序列化開銷和并發(fā)問題康谆,但是用戶ID為重復(fù)存儲,如果存在大量這樣的數(shù)據(jù)嫉到,內(nèi)存浪費(fèi)還是非澄职担可觀的。
那么Redis提供的Hash很好的解決了這個(gè)問題何恶,Redis的Hash實(shí)際是內(nèi)部存儲的Value為一個(gè)HashMap孽锥,
并提供了直接存取這個(gè)Map成員的接口,
如:hmset user:001 name "李三" age 18 birthday "20010101"
也就是說,Key仍然是用戶ID,value是一個(gè)Map惜辑,這個(gè)Map的key是成員的屬性名唬涧,value是屬性值,
這樣對數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過
key(用戶ID) + field(屬性標(biāo)簽) 操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了盛撑,既不需要重復(fù)存儲數(shù)據(jù)碎节,也不會帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題。
很好的解決了問題抵卫。
這里同時(shí)需要注意狮荔,Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù),但是如果內(nèi)部Map的成員
很多,那么涉及到遍歷整個(gè)內(nèi)部Map的操作介粘,由于Redis單線程模型的緣故殖氏,這個(gè)遍歷操作可能會比較耗時(shí),
而另其它客戶端的請求完全不響應(yīng)姻采,這點(diǎn)需要格外注意雅采。
實(shí)現(xiàn)方式:
上面已經(jīng)說到Redis Hash對應(yīng)Value內(nèi)部實(shí)際就是一個(gè)HashMap,實(shí)際這里會有2種不同實(shí)現(xiàn)慨亲,
這個(gè)Hash的成員比較少時(shí)Redis為了節(jié)省內(nèi)存會采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲总滩,而不會采
用真正的HashMap結(jié)構(gòu),對應(yīng)的value redisObject的encoding為zipmap,當(dāng)成員數(shù)量增大時(shí)會自
動(dòng)轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時(shí)encoding為ht巡雨。
List
常用命令:
lpush,rpush,lpop,rpop,lrange,BLPOP(阻塞版)等闰渔。
應(yīng)用場景:
Redis list的應(yīng)用場景非常多,也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一铐望。
我們可以輕松地實(shí)現(xiàn)最新消息排行等功能冈涧。
Lists的另一個(gè)應(yīng)用就是消息隊(duì)列,可以利用Lists的PUSH操作正蛙,將任務(wù)存在Lists中督弓,然后工作線程再用POP操作將任務(wù)取出進(jìn)行執(zhí)行。
實(shí)現(xiàn)方式:
Redis list的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)雙向鏈表乒验,即可以支持反向查找和遍歷愚隧,更方便操作,不過帶來了部分額外的內(nèi)存開銷锻全,Redis內(nèi)部的很多實(shí)現(xiàn)狂塘,包括發(fā)送
緩沖隊(duì)列等也都是用的這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
RPOPLPUSH source destination
命令 RPOPLPUSH 在一個(gè)原子時(shí)間內(nèi)鳄厌,執(zhí)行以下兩個(gè)動(dòng)作:
將列表 source 中的最后一個(gè)元素(尾元素)彈出荞胡,并返回給客戶端。
將 source 彈出的元素插入到列表 destination 了嚎,作為 destination 列表的的頭元素泪漂。
如果 source 和 destination 相同廊营,則列表中的表尾元素被移動(dòng)到表頭,并返回該元素萝勤,可以把這種特殊情況視作列表的旋轉(zhuǎn)(rotation)操作露筒。
一個(gè)典型的例子就是服務(wù)器的監(jiān)控程序:它們需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi),并行地檢查一組網(wǎng)站敌卓,確保它們的可訪問性邀窃。
redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.10"
redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.11"
redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.12"
redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.13"
Then:
next_ip = redis.rpoplpush "downstream_ips", "downstream_ips"
BLPOP
假設(shè)現(xiàn)在有 job 、 command 和 request 三個(gè)列表假哎,其中 job 不存在瞬捕, command 和 request 都持有非空列表《婺ǎ考慮以下命令:
BLPOP job command request 30 #阻塞30秒肪虎,0的話就是無限期阻塞,job列表為空,被跳過,緊接著command 列表的第一個(gè)元素被彈出。
1) "command" # 彈出元素所屬的列表
2) "update system..." # 彈出元素所屬的值
為什么要阻塞版本的pop呢惧蛹,主要是為了避免輪詢扇救。舉個(gè)簡單的例子如果我們用list來實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作隊(duì)列。執(zhí)行任務(wù)的thread可以調(diào)用阻塞版本的pop去
獲取任務(wù)這樣就可以避免輪詢?nèi)z查是否有任務(wù)存在香嗓。當(dāng)任務(wù)來時(shí)候工作線程可以立即返回迅腔,也可以避免輪詢帶來的延遲。
Set
常用命令:
sadd,srem,spop,sdiff ,smembers,sunion 等靠娱。
應(yīng)用場景:
Redis set對外提供的功能與list類似是一個(gè)列表的功能沧烈,特殊之處在于set是可以自動(dòng)排重的,當(dāng)你需要存儲一個(gè)列表數(shù)據(jù)像云,又不希望出現(xiàn)重復(fù)
數(shù)據(jù)時(shí)锌雀,set是一個(gè)很好的選擇,并且set提供了判斷某個(gè)成員是否在一個(gè)set集合內(nèi)的重要接口迅诬,這個(gè)也是list所不能提供的腋逆。
比如在微博應(yīng)用中,每個(gè)人的好友存在一個(gè)集合(set)中侈贷,這樣求兩個(gè)人的共同好友的操作惩歉,可能就只需要用求交集命令即可。
Redis還為集合提供了求交集俏蛮、并集撑蚌、差集等操作,可以非常方便的實(shí)
實(shí)現(xiàn)方式:
set 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個(gè) value永遠(yuǎn)為null的HashMap嫁蛇,實(shí)際就是通過計(jì)算hash的方式來快速排重的锨并,這也是set能提供判斷一個(gè)成員是否在集合內(nèi)
的原因。
Sort Set
常用命令:
zadd,zrange,zrem,zcard等
使用場景:
以某個(gè)條件為權(quán)重睬棚,比如按頂?shù)拇螖?shù)排序.
ZREVRANGE命令可以用來按照得分來獲取前100名的用戶,ZRANK可以用來獲取用戶排名,非常直接而且操作容易抑党。
Redis sorted set的使用場景與set類似包警,區(qū)別是set不是自動(dòng)有序的,而sorted set可以通過用戶額外提供一個(gè)優(yōu)先級(score)的參數(shù)來為成員
排序底靠,并且是插入有序的害晦,即自動(dòng)排序。
比如:twitter 的public timeline可以以發(fā)表時(shí)間作為score來存儲暑中,這樣獲取時(shí)就是自動(dòng)按時(shí)間排好序的壹瘟。
比如:全班同學(xué)成績的SortedSets,value可以是同學(xué)的學(xué)號鳄逾,而score就可以是其考試得分稻轨,這樣數(shù)據(jù)插入集合的,就已經(jīng)進(jìn)行了天然的排序雕凹。
另外還可以用Sorted Sets來做帶權(quán)重的隊(duì)列殴俱,比如普通消息的score為1,重要消息的score為2枚抵,然后工作線程可以選擇按score的倒序來獲取工作
任務(wù)线欲。讓重要的任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行。
需要精準(zhǔn)設(shè)定過期時(shí)間的應(yīng)用
比如你可以把上面說到的sorted set的score值設(shè)置成過期時(shí)間的時(shí)間戳汽摹,那么就可以簡單地通過過期時(shí)間排序李丰,定時(shí)清除過期數(shù)據(jù)了,不僅是清除
Redis中的過期數(shù)據(jù)逼泣,你完全可以把Redis里這個(gè)過期時(shí)間當(dāng)成是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的索引嫌套,用Redis來找出哪些數(shù)據(jù)需要過期刪除,然后再精準(zhǔn)地從數(shù)據(jù)庫
中刪除相應(yīng)的記錄圾旨。
實(shí)現(xiàn)方式:
Redis sorted set的內(nèi)部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數(shù)據(jù)的存儲和有序踱讨,HashMap里放的是成員到score的映射,而跳躍表里存放
的是所有的成員砍的,排序依據(jù)是HashMap里存的score,使用跳躍表的結(jié)構(gòu)可以獲得比較高的查找效率痹筛,并且在實(shí)現(xiàn)上比較簡單。
消息訂閱
Pub/Sub 從字面上理解就是發(fā)布(Publish)與訂閱(Subscribe)廓鞠,在Redis中帚稠,你可以設(shè)定對某一個(gè)key值進(jìn)行消息發(fā)布及消息訂閱,
當(dāng)一個(gè)key值上進(jìn)行了消息發(fā)布后床佳,所有訂閱它的客戶端都會收到相應(yīng)的消息滋早。這一功能最明顯的用法就是用作實(shí)時(shí)消息系統(tǒng),比如普通的即時(shí)聊天
砌们,群聊等功能杆麸。
客戶端1:subscribe rain
客戶端2:PUBLISH rain "my love!!!"
(integer) 2 代表有幾個(gè)客戶端訂閱了這個(gè)消息
transaction
誰說NoSQL都不支持事務(wù)搁进,雖然Redis的Transactions提供的并不是嚴(yán)格的ACID的事務(wù)(比如一串用EXEC提交執(zhí)行的命令,在執(zhí)行中服務(wù)器宕機(jī)昔头,那么
會有一部分命令執(zhí)行了饼问,剩下的沒執(zhí)行),但是這個(gè)Transactions還是提供了基本的命令打包執(zhí)行的功能(在服務(wù)器不出問題的情況下揭斧,可以保證一連串的命
令是順序在一起執(zhí)行的莱革,中間有會有其它客戶端命令插進(jìn)來執(zhí)行)。
Redis還提供了一個(gè)Watch功能讹开,你可以對一個(gè)key進(jìn)行Watch盅视,然后再執(zhí)行Transactions,在這過程中旦万,如果這個(gè)Watched的值進(jìn)行了修改闹击,那么
這個(gè)Transactions會發(fā)現(xiàn)并拒絕執(zhí)行。
Session 1
(1)第1步
redis 127.0.0.1:6379> get age
"10"
redis 127.0.0.1:6379> watch age
OK
redis 127.0.0.1:6379> multi
OK
redis 127.0.0.1:6379>
Session 2
(2)第2步
redis 127.0.0.1:6379> set age 30
OK
redis 127.0.0.1:6379> get age
"30"
redis 127.0.0.1:6379>
Session 1
(3)第3步
redis 127.0.0.1:6379> set age 20
QUEUED
redis 127.0.0.1:6379> exec
(nil)
redis 127.0.0.1:6379> get age
"30"
redis 127.0.0.1:6379>
第一步纸型,Session 1 還沒有來得及對age的值進(jìn)行修改
第二步拇砰,Session 2 已經(jīng)將age的值設(shè)為30
第三步,Session 1 希望將age的值設(shè)為20狰腌,但結(jié)果一執(zhí)行返回是nil除破,說明執(zhí)行失敗,之后我們再取一下age的值是30琼腔,這是由于Session 1中
對age加了樂觀鎖導(dǎo)致的
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