Redis可以做哪些事？

Redis是一種基于鍵值對的NoSQL資料庫，它的值主要由string（字元串），hash（哈希），list（清單），set（集合），zset（有序集合）五種基本資料結構構成，除此之外還支援一些其他的資料結構和算法。key都是由字元串構成的，那麼這五種資料結構的使用場景有哪些？一起來看看！

一字元串

字元串類型是Redis最基礎的資料結構，字元串類型可以是

JSON

、

XML

甚至是二進制的圖檔等資料，但是最大值不能超過512MB。

1.1 内部編碼

Redis會根據目前值的類型和長度決定使用哪種内部編碼來實作。

字元串類型的内部編碼有3種：

int：8個位元組的長整型。
embstr：小于等于39個位元組的字元串。
raw：大于39個位元組的字元串。

1.2 使用場景

1.2.1 緩存

在web服務中，使用MySQL作為資料庫，Redis作為緩存。由于Redis具有支撐高并發的特性，通常能起到加速讀寫和降低後端壓力的作用。web端的大多數請求都是從Redis中擷取的資料，如果Redis中沒有需要的資料，則會從MySQL中去擷取，并将擷取到的資料寫入redis。

1.2.2 計數

Redis中有一個字元串相關的指令

incr key

，

incr

指令對值做自增操作，傳回結果分為以下三種情況：

值不是整數，傳回錯誤
值是整數，傳回自增後的結果
key不存在，預設鍵為，傳回 1

比如文章的閱讀量，視訊的播放量等等都會使用redis來計數，每播放一次，對應的播放量就會加1，同時将這些資料異步存儲到資料庫中達到持久化的目的。

1.2.3 共享Session

在分布式系統中，使用者的每次請求會通路到不同的伺服器，這就會導緻session不同步的問題，假如一個用來擷取使用者資訊的請求落在A伺服器上，擷取到使用者資訊後存入session。下一個請求落在B伺服器上，想要從session中擷取使用者資訊就不能正常擷取了，因為使用者資訊的session在伺服器A上，為了解決這個問題，使用redis集中管理這些session，将session存入redis，使用的時候直接從redis中擷取就可以了。

1.2.4 限速

為了安全考慮，有些網站會對IP進行限制，限制同一IP在一定時間内通路次數不能超過n次。

二哈希

Redis中，哈希類型是指一個鍵值對的存儲結構。

2.1 内部編碼

哈希類型的内部編碼有兩種：

ziplist（壓縮清單）：當哈希類型元素個數小于 hash-max-ziplist-entries 配置（預設512個）同時所有值都小于 hash-max-ziplist-value 配置（預設64位元組）時使用。ziplist使用更加緊湊的結構實作多個元素的連續存儲，是以比hashtable更加節省記憶體。
hashtable（哈希表）：當ziplist不能滿足要求時，會使用hashtable。

2.2 使用場景

由于hash類型存儲的是一個鍵值對，比如資料庫有以下一個使用者表結構

id	name	age
1	Java旅途	18

将以上資訊存入redis，用表明:id作為key，使用者屬性作為值：

hset user:1 name Java旅途 age 18

使用哈希存儲會比字元串更加友善直覺

三清單

清單類型用來存儲多個有序的字元串，一個清單最多可以存儲

2^32-1

個元素，清單的兩端都可以插入和彈出元素。

3.1 内部編碼

清單的内部編碼有兩種：

list-max-ziplist-entries list-max-ziplist-value
linkedlist（連結清單）：當ziplist不能滿足要求時，會使用linkedlist。

3.2 使用場景

3.2.1 消息隊列

清單用來存儲多個有序的字元串，既然是有序的，那麼就滿足消息隊列的特點。使用

lpush

rpop

或者

rpush

lpop

實作消息隊列。除此之外，redis支援阻塞操作，在彈出元素的時候使用阻塞指令來實作阻塞隊列。

3.2.2 棧

由于清單存儲的是有序字元串，滿足隊列的特點，也就能滿足棧先進後出的特點，使用

lpush

lpop

rpush

rpop

實作棧。

3.2.3 文章清單

因為清單的元素不但是有序的，而且還支援按照索引範圍擷取元素。是以我們可以使用指令

lrange key 0 9

分頁擷取文章清單

四集合

集合類型也可以儲存多個字元串元素，與清單不同的是，集合中不允許有重複元素并且集合中的元素是無序的。一個集合最多可以存儲

2^32-1

個元素。

4.1 内部編碼

集合類型的内部編碼有兩種：

intset（整數集合）：當集合中的元素都是整數且元素個數小于 set-max-intset-entries 配置（預設512個）時，redis會選用intset來作為集合的内部實作，進而減少記憶體的使用。
hashtable（哈希表）：當intset不能滿足要求時，會使用hashtable。

4.2 使用場景

4.2.1 使用者标簽

例如一個使用者對籃球、足球感興趣，另一個使用者對橄榄球、乒乓球感興趣，這些興趣點就是一個标簽。有了這些資料就可以得到喜歡同一個标簽的人，以及使用者的共同感興趣的标簽。給使用者打标簽的時候需要①給使用者打标簽，②給标簽加使用者，需要給這兩個操作增加事務。

給使用者打标簽

sadd user:1:tags tag1 tag2

給标簽添加使用者

sadd tag1:users user:1

sadd tag2:users user:1

使用交集（sinter）求兩個user的共同标簽

sinter user:1:tags user:2:tags

4.2.2 抽獎功能

集合有兩個指令支援擷取随機數，分别是：

随機擷取count個元素，集合元素個數不變

srandmember key [count]

随機彈出count個元素，元素從集合彈出，集合元素個數改變

spop key [count]

使用者點選抽獎按鈕，參數抽獎，将使用者編号放入集合，然後抽獎，分别抽一等獎、二等獎，如果已經抽中一等獎的使用者不能參數抽二等獎則使用

spop

，反之使用

srandmember

。

五有序集合

有序集合和集合一樣，不能有重複元素。但是可以排序，它給每個元素設定一個score作為排序的依據。最多可以存儲

2^32-1

5.1 内部編碼

有序集合類型的内部編碼有兩種：

ziplist（壓縮清單）：當有序集合的元素個數小于 list-max-ziplist-entries 配置（預設128個）同時所有值都小于 list-max-ziplist-value 配置（預設64位元組）時使用。ziplist使用更加緊湊的結構實作多個元素的連續存儲，更加節省記憶體。
skiplist（跳躍表）：當不滿足ziplist的要求時，會使用skiplist。

5.2 使用場景

5.2.1 排行榜

使用者釋出了n篇文章，其他人看到文章後給喜歡的文章點贊，使用score來記錄點贊數，有序集合會根據score排行。流程如下

使用者釋出一篇文章，初始點贊數為0，即score為0

zadd user:article 0 a

有人給文章a點贊，遞增

zincrby user:article 1 a

查詢點贊前三篇文章

zrevrange user:article 0 2

查詢點贊後三篇文章

zrange user:article 0 2

5.2.2 延遲消息隊列

下單系統，下單後需要在15分鐘内進行支付，如果15分鐘未支付則自動取消訂單。将下單後的十五分鐘後時間作為score，訂單作為value存入redis，消費者輪詢去消費，如果消費的大于等于這筆記錄的score，則将這筆記錄移除隊列，取消訂單。

總結

在開發中，字元串類型是用的最多的資料類型，導緻我們忽視了redis的其他四種資料類型，在具體場景下選擇具體的資料類型對提升redis性能有非常大的幫助。redis雖然支援消息隊列的實作，但是并不支援ack。是以redis實作的消息隊列不能保證消息的可靠性，除非自己實作消息确認機制，不過這非常麻煩，是以如果是重要的消息還是推薦使用專門的消息隊列去做。