Redis的數據類型及應用場景

最近幾年，業界不斷湧現出很多各種各樣的NoSQL產品，那麼如何才能正確地使用好這些產品，最大化地發揮其長處，是我們需要深入研究和思考的問題，在實際應用中做到揚長避短.

1. redis中常用的數據類型

1.1 String類型

Strings 數據結構是簡單的key-value類型，key是字符串類型,value可以是String（簡單的字符串、複雜的字符串（xml、json），也可以是數字（整數、浮點數）、二進位（圖片、音頻、視頻）），但最大不能超過512M.

常用命令: set,get,decr,incr,mget 等。
複製代碼

常用功能

： String是最常用的一種數據類型，普通的key/ value 存儲都可以歸為此類.還可以享受Redis的定時持久化。除了提供get、set、incr、decr 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append內容
• 設置和獲取字符串的某一段內容
• 設置及獲取字符串的某一位（bit）
• 批量設置一系列字符串的內容

實現方式： String在redis內部存儲默認就是一個字符串，被redisObject所引用，當遇到incr,decr等操作時會轉成數值型進行計算，此時redisObject的encoding欄位為int。 常用場景 :

緩存功能：字符串最經典的使用場景，redis最為緩存層，Mysql作為儲存層，絕大部分請求數據都是
 redis中獲取，由於redis具有支撐高並發特性，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作為計數的基礎工具，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作為視頻播放數計數的基礎組件。
共享session：出於負載均衡的考慮，分布式服務會將用戶信息的訪問均衡到不同伺服器上，
 用戶刷新一次訪問可能會需要重新登錄，為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，為了簡訊接口不被頻繁訪問，
 會限制用戶每分鐘獲取驗證碼的頻率。
複製代碼

1.2 List類型

常用命令: lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。

實現方式 ： 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為元素（element）,一個列表最多可以儲存2的32次方-1個元素,list的實現為一個雙向鍊表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的內存開銷，Redis內部的很多實現，包括發送緩衝隊列等也都是用的這個數據結構。 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，這就意味著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。 應用場景: Redis list的應用場景非常多，也是Redis最重要的數據結構之一，比如twitter的關注列表，粉絲列表等都可以用Redis的list結構來實現。 Lists 就是鍊表，相信略有數據結構知識的人都應該能理解其結構。使用Lists結構，我們可以輕鬆地實現最新消息排行等功能。Lists的另一個應用就是消息隊列，可以利用Lists的PUSH操作，將任務存在Lists中，然後工作線程再用POP操作將任務取出進行執行。Redis還提供了操作Lists中某一段的api，你可以直接查詢，刪除Lists中某一段的元素。 常用技巧

: lpush+lpop=Stack(棧) lpush+rpop=Queue（隊列） lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合） lpush+brpop=Message Queue（消息隊列）

1.3 Set類型

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。 常用命令： sadd,spop,smembers,sunion 等。

常用場景: 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） 常用技巧:

sadd=tagging（標籤） spop/srandmember=random item（生成隨機數，比如抽獎） sadd+sinter=social Graph(社交需求)

1.4 Hash類型

在redis中哈希類型是指鍵本身又是一種鍵值對結構，如 value={{field1,value1},......{fieldN,valueN}}

常用命令：hget,hset,hgetall 等。

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資料庫有所不同，哈希類型是稀疏的，而關係型資料庫是完全結構化的，關係型資料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。

1.5 有序集合類型

有序集合和集合有著必然的聯繫，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為排序依據不同的是，它給每個元素設置一個分數，作為排序的依據。 常用命令: zadd,zrange,zrem,zcard等

實現方式： Redis sorted set的內部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數據的存儲和有序，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，排序依據是HashMap里存的score,使用跳躍表的結構可以獲得比較高的查找效率，並且在實現上比較簡單。 使用場景:

Redis有序序列的使用場景與set類似，區別是set不是自動有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個優先級(score)的參數來為成員排序，並且是插入有序的，即自動排序。當你需要一個有序的並且不重複的集合列表，那麼可以選擇sorted set數據結構，比如twitter 的public timeline可以以發表時間作為score來存儲，這樣獲取時就是自動按時間排好序的。

另外還可以用Sorted Sets來做帶權重的隊列，比如普通消息的score為1，重要消息的score為2，然後工作線程可以選擇按score的倒序來獲取工作任務。讓重要的任務優先執行。