nosql Redis基础介绍

最新推荐文章于 2024-10-31 16:14:37 发布
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分类专栏： redis 文章标签： redis
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这里写自定义目录标题

Redis 概念

Redis（REmote DIctionary Server）是用C语言开发的高性能键值对（key-value）数据库

Redis 应用

  • 为热点数据加速查询（主要场景），热点商品，热点新闻，热点资讯等高访问信息

  • 任务队列，如秒杀，抢购，购票排队等

  • 即使信息查询，如排行榜，各类网站访问统计，公交到站信息，在线人数信息，设备信号

  • 时效性信息控制，如验证码，投票控制等

  • 分布式数据共享，消息队列，分布式锁

redis支持数据类型

中文类型表示英文类型表示
字符串类型string
列表类型list
散列类型hash
集合类型set
有序集合类型sorted_set

string 类型

  • 存储的数据：单个数据，最简单的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型
  • 存储数据格式：一个存储空间保存一个数据
  • 存储内容：通常使用字符串，如果字符串以整数的形式展示，可以作为数字操作使用

string 基本操作

  1. set key value 添加修改数据
  2. get key 获取数据
  3. del key 删除数据
  4. mset key1 value1 key2 value2 key3 value3 批量设置修改数据（相比set 多次操作一次执行效率高）
  5. mget key1 key2 key3 批量获取key
  6. strlen key 获取数据字符个数（字符串长度）
  7. append key value 追加信息到原始信息后部（如果没有原始信息，就是新建）

设置数值数据增加指定范围值

  1. incr key ：整数自增
  2. incrby key increment ：指定数值自加（increment 可以为正数也可为负数）
  3. incrbyfloat key increment ：整数加浮点型数据

设置数值数据减少指定范围值

  1. decr key ：整数自减
  2. decrby key increment （increment 可以为正数也可为负数）
注意
  • string 在 redis 内部存储默认就是一个字符串，当遇到操作incr, decr 时会转成数值进行计算
  • redis 所有操作内部是原子性的，工作线程采用单线程，命令是一个一个执行，因此无需考虑并发带来的数据影响
  • 按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值，或超越了redis 数值上限范围，将报错。

业务场景：

  1. 投票，每个微信每4个小时只能投1票。
  2. 电商开启热门商品推荐，每种热门商品维持3天，到期自动取消热门
  3. 热点新闻，控制时效性

解决方案：
设置数据具有指定生命周期

setex key seconds value 设置秒过期
psetex key milliseconds value 设置毫秒过期

如果使用set 对设定了定时过期 key 覆盖，则定时器效果将失效

string 数据类型操作注意事项

  • 数据操作不成功的反馈与数据正常操作之间的差异

表示运行结果是否成功
(integer) 0 => false 失败
(integer) 1 => true 成功

表示运行结果的值
(integer) 3 => 3 个
(integer) 1 => 1 个

  • 数据为获取到返回

(nil) 等同于 null

  • 数据最大存储量 512 MB
  • 数值计算最大范围吗，超过出现错误

string 应用场景
业务场景：微博主页高频访问信息显示控制，例如微博大V 的粉丝数量与微博数量

解决方案： 在redis 中为大V用户设定用户信息，以用户主键和属性作为key,后台设置定时刷新时间

热点数据 key 生成规则：

表名：主键名 ： 主键值：字段名
order ： id ：264555： name
equip ： id ：264555： type
news ： id ：264555： title

hash 类型

新的存储需求：对一系列存储的数据进行编组，方便管理，典型应用存储对象信息
需要的存储结构：一个存储空间保存多个键值对数据
在这里插入图片描述
hash 类型数据基本操作

hset key field value 添加/修改数据
hget key field 获取数据
hgetall key 获取key 下所有数据
hdel key field1 field2 删除数据
hmset key field1 value1 field2 value2 批量添加hash数据
hmget key field1 field2 批量获取hash字段数据
hlen key 获取哈希表中字段数量
hexists key field 获取哈希表中是否存在指定字段
hkeys key 获取哈希表中所有字段名
hvals key 获取哈希表中所有字段值
hincrby key field increment 设置指定字段的数值增加指定范围值
hincrbyfloat key field increment 设置指定字段的数值增加浮点数值，指定范围值
hsetnx key field value 判断hash key 字段是否存在，不存在添加，存在不操作

hash 类型数据操作注意事项

  • hash 类型下的value只能存储字符串，不允许存储其他数据类型，不存在嵌套现象，如果数据未获取到，对应的值事(nil)
  • 每个hash 可以存储 232 - 1个键值对
  • hash 类型十分贴近对象的数据存储形式，并且可以灵活添加删除对象属性，但hash
    设计初衷不是为了存储大量对象设计的，切记不可滥用，更不可以将hash作为对象列表使用
  • hgetall 操作可以获取全部属性，如果内部field过多，遍历整体数据效率就会低，有可能成为数据访问瓶颈

hash 类型应用场景

业务场景：电商网站购物车设计实现
在这里插入图片描述

解决方案
以客户id为key,每位客户创建一个hash 存储结构存储对应购物车信息
将商品编号作为field , 购买数量作为value进行存储
添加商品：追加全新的field 与 value
浏览：遍历hash
更改数量：自增/自减，设置value值
删除商品：删除field
清空：删除key

hash 应用场景

业务场景：手机充值卡抢购

在这里插入图片描述
解决方案

  • 以商家id作为key
  • 将参与抢购的商品id作为field
  • 将参与抢购的商品数量作为对应value
  • 抢购时使用降值的方式控制产品数量
  • 实际业务中还有超卖等实际问题，这里不讨论

string 存储json 与 hash 存储对象区别优缺点

string 存讲究整体性，要么一次性更新要么一次性获取，主要以读操作为主
hash 因为有field 可以隔离属性，比string json 灵活，以更新操作为主

list 类型

  • 数据存储需求：存储多个数据，并对数据进入存储空间的顺序进行区分
  • 需要的数据结构：一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现顺序
  • list 类型：保存多个数据，底层使用双向链表存储结构实现（链表查询效率不高）

lpush key value value1 从左边添加数据，修改数据
rpush key value value1 从右边添加数据，修改数据
lrange key start stop 根据索引范围获取数据
lindex key index 根据索引值获取数据
llen key 获取lsit 长度
lpop key 获取左边数据并移除
rpop key 获取右边数据并移除
blpop key1 key2 timeout 规定时间内从左获取并移除数据
brpop key1 key2 timeout 规定时间从右获取并移除数据
lrem key count value 移除指定数据 ，count 代表几次

list 类型数据操作注意事项

  • list 中保存的数据都是string类型，数据总量是有限的，最多232 - 1个元素。
  • list具有索引概念，但是操作数据时通常以队列形式进行，入队出队操作，或以栈的形式进栈出栈操作
  • 获取全部数据操作 结束索引设置为-1
  • list 可以对数据进行分页操作，通常第一页信息来自于list，后面页数据通过数据库形式加载

set 类型

  • 新的存储要求：存储大量的数据，在查询方面提供更高效率
  • 需要的存储结构：能存大量数据，高效的内部存储机制 hash表，便于查询
  • set 类型：与hash存储结构完全相同，仅存储键，不存储值（nil）,并且值是不允许重复的

在这里插入图片描述

sadd key member1 member2 添加数据
smembers key 获取全部数据
srem key member1 member2 删除数据
scard key 获取集合数据总量
sismember key member 判断集合中是否包含指定数据

业务场景
每位客户首次使用今日头条会设置3项爱好，但是后期为了增加用户活跃度，必须让客户对其他类别信息逐渐产生兴趣，增加留存，如何实现

业务分析
系统分析出各个分类最新热点信息条目并组织成set集合
随机挑选其中部分信息
配合用户关注信息分类中的热点信息组织成展示的全部信息集合

srandmember key [count] 随机获取集合中指定数量的数据
spop key 随机获取集合中的某个数据并将该数据移出集合

业务场景
微信公众号是微信信息流通渠道之一，增加用户关注的公众号成为提高用户活跃度的一种方式，查看公众号发现朋友里有共同好友关注了该公众。

脉脉app里面的共同好友

解决方案

sinter key1 key2 求两个集合的交集
sunion key1 key2 求两个集合的并集
sdiff key1 key2 求两个集合的差集
sinterstore destination key key2 求两个集合的交集并储存到指定集合中
sunionstore destination key1 key2 求两个集合的并集并储存到指定集合中
sdiffstore destination key1 key2 求两个集合的差集并储存到指定集合中
smove source destination member 将指定数据从原始集合中移动到目标集合中

set 类型数据操作注意事项

  • set 类型不允许数据重复，如果添加的数据在set 中以及存在，将只保留一份
  • set 虽然与hash的存储结构相同，但是无法启动hash中存储值空间

sorted_set 类型

  • 新的存储需求：数据排序有利于数据的有效展示，需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式
  • 需要的存储结构：新的存储模型，可以保存可排序的数据
  • sorted_set类型：在set的存储结构基础上添加可排序字段

在这里插入图片描述

zadd key score1 member1 添加数据
zrange key start stop [withscores] 由小到大展示全部数据
zrevrange key start stop [withscores] 由大到小展示全部数据
zrem key member1 删除数据

zrangebyscore key min max [withscores] [limit] 按条件范围获取数据
zrevrangebyscore key max min [withscores]
zremrangebyrank key start stop 按索引删除数据
zremrangebyscore key min max 按score范围删除数据

注意：

  • min与max用于限定搜索查询的条件
  • start与stop用于限定查询范围，作用于索引，表示开始和结束索引
  • offset 与 count用于限定查询范围，作用于查询结果，表示开始位置和数据总量

获取集合数据总量：zcard key

获取集合指定范围数据总量：zcount key min max

获取集合交集，取最大值，最小值：
zinterstore destination numkeys key key1

获取集合并集操作, 取最大值，最小值：
zunionstore destination numkeys key key1

  1. sorted_set 业务场景
    票选广东十大杰出青年，各类综艺选秀投票
    各类资源网站TOP10（电影，歌曲，文档，游戏等）
    聊天室活跃度统计
    游戏好友亲密度

业务分析
为所有参与排名的资源建立排序依据

解决方案

获取数据对应的索引（排名）由小到大
zrank key member

获取数据对应的索引 （排名） 由大到小
zrevrank key member

score 值获取
zscore key member

score 值修改
zincrby key increment member

redis 应用于计数器组合排序功能对应排名

sorted_set 类型数据操作注意事项

score 保存的数据存储空间是64位，如果是整数范围是-9007199254740992~9007199254740992

score保存的数据也可以是一个双精度的double值，基于双精度浮点数的特征，可能会丢失精度，使用时候要慎重

sorted_set 底层存储还是基于set结构的，因此数据不重复，如果重复添加相同的数据，score值将被反复覆盖，保留最后一次修改的结果

NoSQL数据库之Redis（三）：常用五大数据类型
anndy_的专栏
09-07 1333
目录Redis键(key)常用命令Redis字符串(String)常用命令原子性数据结构Redis列表(List)常用命令数据结构Redis集合(Set)常用命令数据结构Redis哈希(Hash)常用命令数据结构Redis有序集合Zset(sorted set)常用命令数据结构跳跃表（跳表） redis常见数据类型操作命令 http://www.redis.cn/commands.html Redis键(key) 常用命令 keys * ：查看当前库所有key (匹配：keys *1) exists
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Redis，作为一个非关系型数据库（NoSQL），在现代大数据处理和高性能应用场景中有着广泛的应用。它以其高速的数据读写能力和丰富的数据结构而受到青睐。为了更有效地管理和监控Redis实例，"Redis一站式可视化工具...
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Redis 数据类型（5种常用） 数据类型 类比Java数据类型 string String hash HashMap list LinkedList set HashSet sorted_set TreeSet 查询数据类型用法help @数据类型 redis 数据存储格式 redis 自身是一个 Map，其中所有的数据都是采用 key : value 的形式存储 数据类型指的是存储的数据的类型，也就是 value 部分的类型，key 部分永远都是字符串
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08-04 3503
redis的数据类型
Redis存储结构、数据类型
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memtier_benchmark memtier_benchmark 是由Redis （前身为 Garantia Data Ltd.）开发的命令行实用程序，用于生成负载和对 NoSQL 键值数据库进行基准测试。它提供以下功能支持 Redis 和 Memcache 协议（文本和二进制...
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NoSQL领域Redis数据库的基础概述与应用技巧解析及其内存高效处理特性介绍
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内容概要：本文首先介绍了 Redis 数据库的基本概念、其作为 NoSQL 键值对存储系统的关键特性和使用场景如高读写性能、缓存应用。接着讲解了 Redis 支持的数据类型包括字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）...
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Redis5种数据格式的实际应用
Redis简介以及数据类型存储
从手指到键盘，谱出生命的轨迹~~~
07-21 3055
由于我们在大型互联网项目当中，用户访问量比较大，比较多，会产生并发问题，对于此，我们该如何解决呢，Redis横空出世，首先，我们来简单的认识一下Redis，详细介绍如下所示：         Redis是一个开源的，使用C语言编写，面向“键/值”对类型数据的分布式NoSQL数据库系统，特点是高性能，持久存储，适应高并发的应用场景。Redis纯粹为应用而产生，她是一个高性能的Key-Value数据库
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缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿、Redis的数据结构及常用命令
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Redis支持5中数据类型，分别是String(字符串)，hash(哈希)，list(列表)，set(集合)，zset（有序集合）。   String是Redis最基本的类型，一个key对应一个value。其中value最大的存储是512MB。在String的value中可以存储任意类型的数据。例如在存储图片的时候可以把图片序列化。可以使用set key名称  value 的方式进行存储。用g...
第三章、Redis的5种数据类型
小赵的博客
10-12 406
Redis的数据类型以及其他操作
详解Redis五种数据格式--小白的进阶之路
sirwsl
06-16 928
❤️ 随手一写，开始日益积累的行程❤️ ❤️目前博主已经转到SOLO如果喜欢大家可以到www.wslhome.top进行查看❤️ 一、前言： redis: 所有的操作都是原子性的，采用单线程的形式处理事务、命令按顺序一个个执行，可以不用考虑并发对数据的影响。然而在之前简单说过redis的应用场景有： 缓存：秒杀活动、排队购票、在线人数、点赞、投票 系统优化升级：集群、session管理、Token管理 现在我们来聊聊redis的物种数据类型相关的东西 二、String： 1. 存储结构： 2. 命名
Redis存储数据类型一：String
旧城以西的博客
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public class StringTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = RedisUtil.getJedis(); //清空数据 jedis.flushDB(); System.out.println("判断某个key是否存
nosql Redis事务Redis发布订阅
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<think>嗯，用户想了解Redis中的事务和发布订阅功能的使用指南。首先，我需要回顾一下Redis事务的基本概念。根据引用[2]和[3]，Redis事务是一组命令的集合，具有隔离性和原子性。事务中的命令按顺序执行，不会被其他客户端打断，但要注意的是，Redis事务并不是严格意义上的原子操作，因为如果在执行过程中出现错误，只有部分命令可能被执行。 接下来是事务的使用步骤。用户可能需要知道如何开始事务（MULTI）、添加命令（如SET, INCR）、执行事务（EXEC）或取消事务（DISCARD）。还需要提到WATCH命令，用于监控键的变化，实现乐观锁，这在引用[5]中的Java代码示例里也有体现。比如，当使用WATCH监控某个键时，如果在事务执行前该键被修改，事务会被取消。 然后是事务的原子性和错误处理部分。需要区分命令入队错误和运行时错误。入队时的错误，比如命令不存在，会导致整个事务被拒绝；而运行时错误，比如对字符串进行INCR操作，只会导致该命令失败，其他命令仍会执行。这一点需要特别说明，避免用户误解。 关于发布订阅功能，这部分可能在引用中没有详细提到，但根据我的知识，Redis的发布订阅是一种消息通信模式，包括发布者、频道和订阅者。需要介绍PUBLISH、SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE等命令，以及使用场景，比如实时消息系统、事件通知等。还要提到订阅者如何监听频道，发布者如何发送消息，以及模式匹配订阅的使用方法。 结合引用中的信息，比如引用[4]提到Redis的应用场景包括消息队列，但发布订阅和列表实现的消息队列有所不同。发布订阅是即时的，而列表更适合持久化消息。需要解释两者的区别，帮助用户理解何时选择哪种方式。 用户可能需要代码示例，但根据用户提供的引用[4]和[5]，特别是引用[5]中的Java代码，可以提供一个类似的事务示例，展示如何在Spring Data Redis中使用事务支持。同时，发布订阅的示例可以通过命令行或代码来演示，比如订阅频道的命令和发布消息的命令。 最后，注意事项部分需要总结事务和发布订阅的局限性。比如事务不支持回滚，发布订阅的消息是即时的，没有持久化，订阅者断开后会丢失消息等。这些是用户在实际使用中需要注意的地方。 相关问题部分，需要结合用户可能遇到的后续问题，比如事务的原子性保证、与关系型数据库事务的区别、发布订阅和消息队列的对比，以及如何实现分布式锁等。这些问题可以帮助用户深入理解Redis的功能和应用场景。</think>### Redis 事务与发布订阅功能使用指南 #### 一、Redis 事务 ##### 1. 事务特性 - **原子性**：事务中的命令要么全部执行，要么全部不执行（但注意：若运行时出现错误，仅失败的命令不会生效，其他命令仍会执行）[^3] - **隔离性**：事务执行过程中不会被其他客户端请求打断[^3] - **无回滚机制**：与传统数据库不同，Redis 事务不支持回滚操作，需开发者自行处理异常 ##### 2. 事务操作命令 ```bash # 开启事务 MULTI # 添加命令到队列（示例） SET key1 "value1" INCR counter ZADD rankings 100 "userA" # 执行事务 EXEC # 取消事务 DISCARD ``` ##### 3. 监控机制（WATCH） 通过 `WATCH` 实现乐观锁，监控键值变化： ```bash WATCH key1 # 监控键 MULTI SET key1 "new_value" EXEC # 若其他客户端修改了 key1，此处事务自动取消 ``` 引用示例代码中的事务实现：[^5] ```java redisTemplate.execute(new SessionCallback<Object>() { @Override public Object execute(RedisOperations operations) { operations.watch("key1"); operations.multi(); // ... 事务操作 operations.exec(); // 提交事务 } }); ``` ##### 4. 错误处理 - **命令入队错误**（如语法错误）：整个事务拒绝执行 - **运行时错误**（如对字符串执行 `INCR`）：仅该命令失败，其他命令正常执行[^2] --- #### 二、发布订阅（Pub/Sub） ##### 1. 核心命令 | 命令 | 说明 | |----------------------|-----------------------------| | `SUBSCRIBE channel` | 订阅指定频道 | | `PSUBSCRIBE pattern` | 按模式匹配订阅（支持通配符 `*`）| | `PUBLISH channel msg`| 向频道发布消息 | | `UNSUBSCRIBE` | 取消订阅 | ##### 2. 操作示例 ```bash # 客户端A订阅频道 SUBSCRIBE news # 客户端B发布消息 PUBLISH news "Redis 6.0 released!" # 客户端A接收结果： # 1) "message" # 2) "news" # 3) "Redis 6.0 released!" ``` ##### 3. 特性说明 - **实时性**：消息即时推送，无持久化存储 - **无确认机制**：订阅者离线期间的消息会丢失 - **应用场景**：实时通知、聊天系统、状态广播[^4] --- #### 三、对比与注意事项 | 特性 | 事务 | 发布订阅 | |---------------------|-----------------------------|-------------------------| | 数据持久化 | 支持 | 不支持 | | 网络影响 | 命令批量发送减少网络开销 | 实时推送增加网络负载 | | 典型应用场景 | 计数器更新、多命令原子操作[^4] | 实时消息推送、事件通知 | **重要注意事项**： 1. 事务中避免耗时操作，会阻塞其他请求 2. 发布订阅需配合其他机制实现消息持久化 3. 事务的 `WATCH` 可防止数据竞争，但需合理设置超时 ---
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