Redis的数据类型及应用场景-原创手记-慕课网

最近几年，业界不断涌现出很多各种各样的NoSQL产品，那么如何才能正确地使用好这些产品，最大化地发挥其长处，是我们需要深入研究和思考的问题，在实际应用中做到扬长避短.

1. redis中常用的数据类型

1.1 String类型

Strings 数据结构是简单的key-value类型，key是字符串类型,value可以是String（简单的字符串、复杂的字符串（xml、json），也可以是数字（整数、浮点数）、二进制（图片、音频、视频）），但最大不能超过512M.

常用命令:  set,get,decr,incr,mget 等。

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常用功能：
String是最常用的一种数据类型，普通的key/ value 存储都可以归为此类.还可以享受Redis的定时持久化。除了提供get、set、incr、decr 等操作外，Redis还提供了下面一些操作：

获取字符串长度
往字符串append内容
设置和获取字符串的某一段内容
设置及获取字符串的某一位（bit）
批量设置一系列字符串的内容

实现方式：
String在redis内部存储默认就是一个字符串，被redisObject所引用，当遇到incr,decr等操作时会转成数值型进行计算，此时redisObject的encoding字段为int。
常用场景:

缓存功能：字符串最经典的使用场景，redis最为缓存层，Mysql作为储存层，绝大部分请求数据都是
         redis中获取，由于redis具有支撑高并发特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低 后端压力的作用。
计数器：许多运用都会使用redis作为计数的基础工具，他可以实现快速计数、查询缓存的功能，
        同时数据可以一步落地到其他的数据源。
        如：视频播放数系统就是使用redis作为视频播放数计数的基础组件。
共享session：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户信息的访问均衡到不同服务器上，
        用户刷新一次访问可能会需要重新登录，为避免这个问题可以用redis将用户session集中管理，
        在这种模式下只要保证redis的高可用和扩展性的，每次获取用户更新或查询登录信息
        都直接从redis中集中获取。
限速：处于安全考虑，每次进行登录时让用户输入手机验证码，为了短信接口不被频繁访问，
        会限制用户每分钟获取验证码的频率。

1.2 List类型

常用命令:
lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。
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实现方式：
列表类型是用来储存多个有序的字符串，列表中的每个字符串成为元素（element）,一个列表最多可以储存2的32次方-1个元素,list的实现为一个双向链表，即可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了部分额外的内存开销，Redis内部的很多实现，包括发送缓冲队列等也都是用的这个数据结构。
在redis中，可以队列表两端插入（pubsh）和弹出（pop），还可以获取指定范围的元素
列表、获取指定索引下表的元素等，列表是一种比较灵活的数据结构，它可以充当栈和队列的角色，在实际开发中有很多应用场景。
优点：
1.列表的元素是有序的，这就意味着可以通过索引下标获取某个或某个范围内的元素列表。
2.列表内的元素是可以重复的。
应用场景:
Redis list的应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一，比如twitter的关注列表，粉丝列表等都可以用Redis的list结构来实现。
Lists 就是链表，相信略有数据结构知识的人都应该能理解其结构。使用Lists结构，我们可以轻松地实现最新消息排行等功能。Lists的另一个应用就是消息队列，可以利用Lists的PUSH操作，将任务存在Lists中，然后工作线程再用POP操作将任务取出进行执行。Redis还提供了操作Lists中某一段的api，你可以直接查询，删除Lists中某一段的元素。
常用技巧:
lpush+lpop=Stack(栈)
lpush+rpop=Queue（队列）
lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合）
lpush+brpop=Message Queue（消息队列）

1.3 Set类型

集合类型也是用来保存多个字符串的元素，但和列表不同的是集合中不允许有重复的元素，并且集合中的元素是无序的，不能通过索引下标获取元素，redis除了支持集合内的增删改查，同时还支持多个集合取交集、并集、差集，并合理的使用好集合类型，能在实际开发中解决很多实际问题。
常用命令：
sadd,spop,smembers,sunion 等。
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常用场景:
标签（tag）：集合类型比较典型的使用场景，如一个用户对娱乐、体育比较感兴趣，另一个可能对新闻感兴趣，这些兴趣就是标签，有了这些数据就可以得到同一标签的人，以及用户的共同爱好的标签，这些数据对于用户体验以及曾强用户粘度比较重要。（用户和标签的关系维护应该放在一个事物内执行，防止部分命令失败造成数据不一致）
常用技巧:
sadd=tagging（标签）
spop/srandmember=random item（生成随机数，比如抽奖）
sadd+sinter=social Graph(社交需求)

1.4 Hash类型

在redis中哈希类型是指键本身又是一种键值对结构，如 value={{field1,value1},…{fieldN,valueN}}
常用命令：
hget,hset,hgetall 等。
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使用场景:
哈希结构相对于字符串序列化缓存信息更加直观，并且在更新操作上更加便捷。
所以常常用于用户信息等管理，但是哈希类型和关系型数据库有所不同，哈希类型是稀疏的，而关系型数据库是完全结构化的，关系型数据库可以做复杂的关系查询，而redis去模拟关系型复杂查询开发困难，维护成本高。

1.5 有序集合类型

有序集合和集合有着必然的联系，他保留了集合不能有重复成员的特性，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标作为排序依据不同的是，它给每个元素设置一个分数，作为排序的依据。
常用命令:
zadd,zrange,zrem,zcard等
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实现方式：
Redis sorted set的内部使用HashMap和跳跃表(SkipList)来保证数据的存储和有序，HashMap里放的是成员到score的映射，而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是HashMap里存的score,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。
使用场景:
Redis有序序列的使用场景与set类似，区别是set不是自动有序的，而sorted set可以通过用户额外提供一个优先级(score)的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择sorted set数据结构，比如twitter 的public timeline可以以发表时间作为score来存储，这样获取时就是自动按时间排好序的。

另外还可以用Sorted Sets来做带权重的队列，比如普通消息的score为1，重要消息的score为2，然后工作线程可以选择按score的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。