redis笔记（三）redis的设计与开发

redis的设计与开发

• Redis基本通讯模型

  1. 执行过程：发送指令 -> 执行命令 -> 返回结果
  2. 执行命令：单线程执行，所有命令进入队列，按顺序执行
  3. 单线程快的原因：纯内存访问，单线程避免线程切换和竞争产生资源消耗，RESP协议简单
  4. 问题：如果某个命令执行慢，会造成其他命令的阻塞

• 数据结构-字符串
  1.字符串类型：实际上可以是字符串（包括XML和JSON）,还有数字（整形，浮点型），二进制（图片，音视频），最大不超过512MB
  2.设值命令：

    set age 23 ex 10 //10秒后过期 px 10000 毫秒后过期
    setnx name test //不存在键name时，返回1设置成功，反之，返回0设置失败
    set age 25 xx //存在键age时返回1成功
  

  3. 获值命令：get age //存在则返回value,不存在返回Null
  4. 批量设置：mset country china city bejing
  5. 批量获取：mget country city address //返回 china beijing nill
     注意：若没有mget命令，则要执行n次get命令

• 字符串-计数

    incr age //值必须为整数自加1，非整数返回错误，无age键从0自增返回1
    decr age //整数值age减1
    incrby age 2 //整数age+2
    decrby age 2 //整数age - 2
    incrbyfloat score 1.1 //浮点型score+1.1
  

• 字符串-追加

  1. append追加指令：

    set name hello
    append name world  //追加后成hello world 
  

  2. 字符串长度

    set hello "世界"
    strlen hello //结果6 ，每个中文占3个字节
  

  3. 截取字符串

    set name helloworld 
    getrange name 24
  

• 数据结构-hash

  1. 哈希hash 是一个string 类型的field和value的映射表，hash特适合用于存储对象
  2. 命令：hset key field value
  3. 设值：hset user:1 name james //成功返回1 反之返回0
  4. 取值：hget user:1 name //返回james
  5. 删值：hdel user:1 age //返回删除的个数
  6. 计算个数：

    hset user:1 name james
    hset user:1 age 23
    hlen user:1
  

  7. 批量设值：hmset user:2 name james age 23 sex boy //返回ok
  8. 批量取值：hmget user:2 name age sex //返回三行：james 23 boy
  9. 判断field是否存在：hexists user:2 name //若存在返回1， 不存在返回0
  10. 获取所有field：hkeys user:2 //返回name,age,sex 三个field
  11. 获取所有value：hvals user:2 //返回james 23 boy
  12. 获取所有fields和values：hgetall user:2 //返回name age sex james 23 boy值
  13. 增加1：

    hincrby user:2 age 1    //age + 1
    hincrbyfloat user:2 age 2 //浮点型增加2
  

• 三种方案实现用户信息存储优缺点

  1. 原生
     1)命令

     set user:1:name jason
     set user:1:age 22
     

  2)优缺点：
  优点：简单直观，每一个键对应一个值
  缺点：键数过多，占用内存多，用户信息过于分散，不用于生产环境

  2. 将对象序列化存入redis
     1) 命令
     set user:1 serialize(userInfo)
     2) 优缺点：
     优点：编程简单，若使用序列化合理内存使用率高
     缺点：序列化和反序列化有一定的开销，更新属性时，需要把userInfo全取出来进行反序列化，更新后再序列化到redis
  3. 使用Hash类型
     1)命令
     hmset user:1 name james age 23 sex boy
     2)优缺点
     优点：简单直观，使用合理，减少内存空间消耗
     缺点：要控制ziplist与hashtable两种编码转换，且hashtable会比serialize(userInfo)消耗更多内存

• 数据结构-列表<list>

  1. 列表是用来存储多个有序的字符串，一个列表最多可存2的32次方减1个元素。因为有序，可以通过索引下标获取元素或某个范围内元素列表，列表元素可以重复
  2. 添加命令：

    rpush james c b a //从右向左插入cba,返回值3
    lrange jame 0 -1 //从左到右获取列表所有元素 返回cba 
    lpush key c b a //从左向右插入cba 
    linsert james before b teacher //在b之前插入teacher,after为之后，使用lrange james 0 -1 查看 c teacher b a 
  

  3. 查找命令

    lrange key start end //索引下标特点：从左到有 0 到n-1
    lindex james -1 // 返回最末尾a,-2 返回b
    llen james //返回当前列表长度
    lpop james //把最最左边的第一个元素删除
    rpop james //把最右边的元素a删除
  

• 数据结构-集合<set>

  1. 用户标签，社交，查询有共同兴趣爱好的人，智能推荐等。保存多元素，与列表不一样的是不允许有重复的元素，而且是无序，一个集合最多可以存2的32次方减1个元素，处理支持增删改查，还支持集合交集，并集，差集
  2. 命令：

  exists user //检查user键是否存在
  sadd user a b c //向user插入3个元素，返回3
  sadd user a b //插入重复数据，则插入无效，返回0
  smembers user //获取user的所有元素，返回结果无序
          
  srem user a //返回1，删除a元素
  scard user //返回2，计算元素个数
  

• 有序集合-<zset>

  1. 常用于排行榜，如视频网站需要对用户上传视频做排行榜，或点赞数与集合有联系，不能有重复的成员
  2. 指令：

  zadd key score member 
  zadd user:zan 200 james //james的点赞数为1 ，返回操作成功的条数1
  zadd user:zan 200 james 120 mike 100 lee //返回3 
          
  zadd test:1 nx 100 james //键test:1 必须不存在，主要用于添加
  zadd test:1 xx incr 200 james //键test:1 必须存在，主要用于修改，此时为300 
  zadd test:1 xx ch incr -299 james //返回操作结果1，300-299=1
  
  zrange test:1 0 -1 withscores //查看点赞分数与成员名
          
  zcard test:1 //计算成员个数，返回1 
  

  3. 排名场景

  zadd user:3 200 james 120 mike 100 lee //先插入数据
  zrange user:3 0 -1 withscores //查看分数和成员
          
  zrank user:3 james //返回名次：第三名返回2 ，从0开始到2，共3名
  zrevrank user:3 james //返回0 ，反排序，点赞数越高，排名越前
  

  4. 应用场景：排行榜系统

    // 点赞数：
    zadd user:1:20180601 3 mike //mark获得3个赞
    // 再获得一赞
    zincrby user:1:20180601 1 mike //在3的基础上加1
    // 用户作弊，将用户从排行榜删掉
    zrem user:1:20180601 mike 
    // 展示赞数最多的5个用户
    zrevrangebyrank user:1:20180601 0 4
    // 查看用户赞数与排名
    zscore user:1:20180601 mike 
    zrank user:1:20180601 mike 
  

• 全局命令

  1. 查看所有键：

     set school enjoy 
     set hello world
     keys * 
  

  2. 键总数

      dbsize //2个键，如果存在大量键，禁止使用此命令
  

  3. 检查键是否存在

      exists key //存在返回1 ，反之返回0
  

  4. 删除键

      del key //del hello school ,返回删除键数，不存在返回0
  

  5. 键过期

      expire key seconds //set name test expire 10 ,表示10秒过期
      ttl key //查看剩余的过期时间
  

  6. 键的数据结构类型

      type key //type hello //返回string ,不存在返回none
  

• redis数据库管理

  1. 选择使用某个库，redis默认16个库（0-15）

    select 0
  

  2. 清空当前库中的数据

    flushdb 0
  

  3. 清空所有库的数据

    flushall 
  

  4. 键总数

    dbsize