【黑马程序员】Redis学习笔记001：Redis简介+五种基本数据类型_黑马程序员 redis

一、Redis入门简介及基本操作命令

问题的抛出

出现的问题：

• 海量用户
• 高并发

罪魁祸首——关系型数据库：

• 性能瓶颈：磁盘IO性能低下
• 扩展瓶颈：数据关系复杂，扩展性差，不便于大规模集群

解决思路

• 降低磁盘IO次数，越低越好 —— 内存存储
• 去除数据间的关系，越简单越好 —— 不存储关系，仅存储数据

Nosql简介

NoSQL：

即Not-OnlySQL（泛指非关系型的数据库），作为关系型数据库的补充。

作用：

应用对于海量用户和海量数据前提吓得数据处理问题。

特征：

• 可扩容，可伸缩
• 大数据量下得高性能
• 灵活得数据模型
• 高可用

常见Nosql数据库：

• Redis
• memcache
• HBase
• MongoDB

解决方案（电商场景）

Redis

概念：

Redis(REmote DIctinary Server)是用C语言开发的一个开源的高性能键值对(key-value)数据库

特征：

1. 数据间没有必然的关联关系
2. 内部采用单线程机制进行工作
3. 高性能。官方提供测试数据，50个并发执行100000个请求，读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s。
4. 多数据类型支持：string（字符串类型）、list（列表类型）、hash（散列类型）、set（集合类型）、sorted_set（有序集合类型）
5. 持久化支持。可以进行数据灾难恢复

Redis的应用

• 为热点数据加速查询（主要场景）、如热点商品、热点新闻、热点资讯、推广类等提高访问量信息等。
• 任务队列、如秒杀、抢购、购票等
• 即时信息查询，如各位排行榜、各类网站访问统计、公交到站信息、在线人数信息（聊天室、网站）、设备信号等
• 时效性信息控制，如验证码控制，投票控制等
• 分布式数据共享，如分布式集群构架中的session分离
• 消息队列
• 分布式锁

Redis的基本操作

命令行模式工具使用思考

• 功能性命令
• 清除屏幕信息
• 帮助信息查阅
• 退出指令

信息添加

• 功能：设置key,value数据
• 命令

set key value
1

• 范例

set name itheima
1

信息查询

• 功能：根据key查询对应的value,如果不存在，返回空（null)
• 命令

get key
1

• 范例

get name
1

清除屏幕信息

• 功能：清除屏幕中的信息
• 命令

clear
1

帮助命令

• 功能：获取命令帮助文档，获取组中所有命令信息名称
• 命令

help 命令名称
help @组名
1
2

退出客户端命令行模式

• 功能：退出客户端
• 命令

quit
exit
<ESC>(慎用)
123
1
2
3
4

二、Redis数据类型 String

数据存储类型介绍

业务数据的特殊性

作为缓存使用

1. 原始业务功能设计
   秒杀
   618活动
   双十一活动
   排队购票
2. 运营平台监控到的突发高频访问数据
   突发市政要闻，被强势关注围观
3. 高频、复杂的统计数据
   在线人数
   投票排行榜

附加功能

系统功能优化或升级

• 单服务器升级集群
• Session管理
• Token管理

Redis 数据类型（5种常用）

• string --> String
• hash --> Hashmap
• list --> LinkList
• set --> HashSet
• sorted_set --> TreeSet

String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
• 
  String 类型
• 存储的数据：单个数据，最贱的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型
• 存储数据的格式：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 类型数据的基本操作

• 添加/修改数据

set key value
1

• 获取数据

get key
1

• 删除数据

del key
1

• 添加/修改多个数据

mset key1 valueq key2 value2 …
1

• 获取多个数据

mget key1 key2 …
1

• 获取数据字符个数（字符串长度）

strlen key
1

• 追加信息到原始信息后部（如果原始信息存在就追加，否则新建）

append key value
1

String类型数据的扩展操作

业务场景
大型企业级应用中，分表操作是基本操作，使用多张表存储同类型数据，但是对应的主键id必须保证统一性，不能重复。Oracle数据库具有sequence设定，可以解决该问题，但是MySQL数据库并不具有类似的机制，那么如何解决？
解决方案

• 设置数值数据增加指定范围的值

incr key
incrby key increment
incrbyfloat key increment
1
2
3

• 设置数值数据减少指定范围的值

decr key
decrby key increment
1
2

String作为数值操作

• string在redis内部存储默认就是一个字符串，当遇到增减类操作incr,decr时会转成数值型进行计算
• redis所有的操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响。
• 注意：按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值，或超过了redis数值上线范围，将会报错。9223372036854775807 (java中long型数据最大值，Long.MAX_VALUE)

String 数据时效性设置

业务场景

场景一：“最强女生”，启动海选投票，只能通过微信投票，每个微信号每4个小时只能投1票。

场景二：电商商家开启热门商品推荐，热门商品不能一直处于热门期，每种商品热门期维持3天，3天后自动取消热门

场景三：新闻网站会出现热点新闻，热点新闻最大的特征是对时效性，如何自动控制热点新闻的时效性

解决方案

• 设置数据具有指定的声明周期

setex key seconds value
psetex key milliseconds value
1
2

Tips 2:

• redis 控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作

String 类型的注意事项

• 数据操作不成功的反馈与数据正常操作之间的差异
  1、表示运行结果是否成功
   （integer)0–>false 失败
   （integer)1–>true 成功
  2、表示运行结果值
   （integer)3–>3 3个
   （integer)1–>1 1个
• 数据未获取到
  (nil）等同于null
• 数据最大存储量
  512MB
• 数值计算最大范围（java中的long的最大值）

String类型应用场景

业务场景

主页高频访问信息显示控制，例如新浪微博大V主页显示粉丝数与微博数量

key的设置约定

• 数据库中的热点数据key命名惯例
  

三、Redis数据类型 Hash

Hash类型

存储的困惑

对象类数据的存储如果具有较为频繁的更新需求操作会显得笨重

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
• 需要的内存结构：一个存储空间保存多少个键值对数据
• hash类型：底层使用哈希表结构实现数据存储
• 

hash类型数据的基本操作

• 添加/修改数据

hset key field value
1

• 获取数据

hget key field
hgetall key
1
2

• 删除数据

hdel key field1 [field2]
1

• 添加/修改多个数据

hmset key field1 value1 field2 calue2
1

• 获取多个数据

hmget key field1 field2 …
1

• 获取哈希表中字段的数量

hlen key
1

• 获取哈希表中是否存在指定的字段

hexists key field
1

hash类型数据扩展操作

• 获取哈希表中所有的字段名和字段值

hkeys key
hvals key
1
2

• 设置指定字段的数值数据增加指定范围的值

hincrby key field increment
hincrbyfloat key field increment
1
2

hash类型数据操作的注意事项

• hash类型下的value只能存储字符串，不允许存储其他类型数据，不存在嵌套现象。如果数据未获取到，对应的值为(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设计初中不是为了存储大量对象而设计的，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fiekd过多，遍历整体数据效率就会很低，有可能成为数据访问瓶颈

hash类型应用场景购物车

当前设计是否加速了购物车的呈现

当前仅仅是将数据存储到redis中，并没有起到加速的所用，商品信息还需要二次查询数据库

• 每条购物车中的商品记录保存成两条field
• field1 专用于保存购买数量
  1、命名格式：商品id:nums
  2、保存数据：数值
• field2 专用于保存购物车中显示的信息，包含文字描述，图片地址，所属商家信息灯还
  1、命名格式：商品id:info
  2、保存数据：json
• 
  可以看出来又具有了大量的信息重复，所以我们可以把field2的内容变成一个固定的hash
• 修改数据，如果有失败，如果没有创建

hsetnx key field value
1

Hash实现抢购

Hash应用场景

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的value
• 抢购时使用降至的方式控制产品数量

Hash类型的引用场景

业务场景
string存储对象（json）与hash存储对象

• string存储对象（json）以读为主
• hash存储对象 可以写

四、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
• 需要的存储数据：一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现进入顺序
• list类型：保存多个数据，底层使用双向链表存储结构实现
  

list类型数据基本操作

• 添加/修改数据

lpush key value1 [value2] …
rpush key value1 [value2] …
1
2

• 获取数据

lrange key start stop
lindex key index
llen key
1
2
3

• 删除并移除数据

lpop key
rpop key
1
2

list 类型数组扩展操作

• 规定时间内获取并移除数据

blpop key1 [key2] timeout
brpop key1 [key2] timeout
1
2

阻塞式获取，获取值如果还没有的时候可以等，如果有值就可以获取到。

业务场景

微信朋友圈点赞，要求按照点赞顺序显示点赞好友信息，如果取消点赞，移除对应好友信息

• 移除指定数据

lrem key count value
1

• redis应用于具有操作线后顺序的数据控制

list类型数据操作注意事项

• list 中保存的数据都是string类型的，数据总容量式由有限的，最多2^32-1个元素（4294967295）
• list具有索引的概念，但是操作数据时候通常以队列的形式进行入队出队操作，或以栈的形式进入栈出栈的操作
• 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，通过第一页的信息来自list，第2页及更多的信息通过数据库的形式加载

list类型应用场景

业务场景

• twitter、新浪微博、腾讯微博中个人用于的关注列表需要按照用户的关注顺序进行展示，粉丝列表需要将最近关注的粉丝列在前面
• 新闻、资讯类网站如何将最新的新闻或资讯按照发生的事件顺序展示
• 企业运营过程中，系统将产生出大量的运营数据，如何保障堕胎服务器操作日志的统一顺序输出？
  

解决方案

• 依赖list的数据具有顺序的特征对信息进行管理
• 使用队列模型解决多路信息汇总合并的问题
• 使用栈模型解决最新消息的问题

五、Set类型

• 新的存储需求：存储大量的数据，在查询方面提供更高的效率
• 休要的存储结构：能够保存大量的数据，搞笑的内部存储机制，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),并且值式不允许重复的
  

set类型数据的基本操作

• 添加数据

sadd key menber1 [member2]
1

• 获取全部数据

smembers key
1

• 删除数据

srem key member1 [member2]
1

• 获取集合数据总量

scard key
1

• 判断集合中是否包含指定数据

sismember key member
1

set类型数据的扩展操作

业务场景

每位用户首次使用进入头条时候会设置3项爱好的内容，但是后期为了增加用户的活跃度，兴趣点，必须让用户对其他信息类别逐渐产生兴趣，增加客户留存度，如何实现？

业务分析

• 系统分析出各个分类的最新或最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展示的全信息集合
  解决方案
• 随机获取集合中指定数量的数据

srandmember key [count]
1

• 随机获取集合中的某个数据并将该数据移出集合

spop key
1

• redis应用于随机推荐类信息检索，例如热点歌单推荐，热点新闻推荐，热点旅游线路，应用APP推荐，大V推荐等

set类型数据的扩展操作

业务场景

脉脉为了促进用户间的交流，保障业务成单率的提升，需要让每位用户拥有大量的好友，事实上职场新人不具有更多的职场好友，如何快速为用户积累更多的好友?

新浪微博为了增加用户热度，提高用户留存性，需要微博用户在关注更多的人，以此获得更多的信息或热门话题，如何提高用户关注他人的总量?

QQ新用户入网年龄越来越低，这些用户的朋友圈交际圈非常小，往往集中在一所学校甚至一个班级中，如何帮助用户快速积累好友用户带来更多的活跃度?

微信公众号是微信信息流通的渠道之一，增加用户关注的公众号成为提高用户活跃度的一种方式，如何帮助用户积累更多关注的公众号?
美团外卖为了提升成单量，必须帮助用户挖掘美食需求，如何推荐给用户最适合自己的美食?

解决方案

• 求两个集合的交、并、差集

sinter key1 [key2]
sunion key1 [key2]
sdiff key1 [key2]
1
2
3

• 求两个集合的交、并、差集并存储到指定集合中

sinterstore destination key1 [key2]
sunionstore destination key1 [key2]
sdiffstore destination key1 [key2]
1
2
3

• 将指定数据从原始集合移动到目标集合中

smove source destination member
1

• redis应用于同类信息的关联搜索，二度关联搜索，深度关联搜索
• 显示共同关注（一度）
• 显示共同好友（一度）
• 由用户A出发，获取到好友用户B的好友信息列表（一度）
• 由用户A出发，获取到好友用户B的购物清单列表（二度）
• 由用户A出发，获取到好友用户B的游戏充值列表（二度）

Set类型数据操作的注意事项

• set类型不允许数据重复，如果添加的数据在set中已经存在，将只保留一份
• set虽然与hash的存储结构相同，但是无法启用hash中存储值的空间

业务场景

解决方案

• 依赖set集合数据不重复的特征，依赖set集合hash存储结构特征完成数据过滤与快速查询
• 根据用户id获取用户所有角色
• 根据用户所有角色获取用户所有操作权限放入set集合
• 根据用户所有觉得获取用户所有数据全选放入set集合

校验工作：redis提供基础数据还是提供校验结果

Tips 10:

• redis应用于同类型不重复数据的合并操作

set类型应用场景

业务场景

解决方案

• 利用set集合的数据去重特征，记录各种访问数据
• 建立string类型数据，利用incr统计日访问量（PV)
• 建立set模型，记录不同cookie数量（UV)
• 建立set模型，记录不用IP数量（IP)

业务场景（黑白名单）

资讯类信息类网站追求高访问量，但是由于其信息的价值，往往容易被不法分子利用，通过爬虫技术，快速获取信息，个别特种行业网站信息通过爬虫获取分析后，可以转换成商业机密进行出售。例如第三方火车票、机票、酒店刷票代购软件，电商刷评论、刷好评。

同时爬虫带来的伪流量也会给经营者带来错觉，产生错误的决策，有效避免网站被爬虫反复爬取成为每个网站都要考虑的基本问题。在基于技术层面区分出爬虫用户后，需要将此类用户进行有效的屏蔽，这就是黑名单的典型应用。

ps:不是说爬虫一定做摧毁性的工作，有些小型网站需要爬虫为其带来一些流量。

白名单

对于安全性更高的应用访问，仅仅靠黑名单是不能解决安全问题的，此时需要设定可访问的用户群体，依赖白名单做更为苛刻的访问验证。

解决方案

• 基于经营战略设定问题用户发现、鉴别规则
• 周期性更行满足规则的用户黑名单，加入set集合
• 用户行为信息达到后与黑名单进行比比对，确认行为去向
• 黑名单过滤IP地址：应用于开放游客访问权限的信息源
• 黑名单过滤设备信息：应用于限定访问设备的信息源
• 黑名单过滤用户：应用于基于访问权限的信息源

Tips 12:

• redis应用于基于黑名单与白名单设定的服务控制

六、sorted_set

• 新的存储需求：根据排序有利于数据的有效显示，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
  

sorted_set类型数据的基本操作

• 添加数据

zadd key score1 member1 [score2 member2]
1

• 获取全部数据

zrange key start stop [WITHSCORES]
zrevrange key start stop [WITHSCORES]
1
2

• 删除数据

zrem key member [member …]
1

• 按条件获取数据

zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT]
zrevrangebyscore key max min [WITHSCORES]
1
2

• 条件删除

zremrangebyrank key start stop
zremrangebyscore key min max
1
2

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
zcount key min max
1
2

• 集合交、并操作

zinterstore destination numkeys key [key …]
zunionstore destination numkeys key [key …]
1
2

sorted_set 类型数据的扩展操作

业务场景


解决方案

• 获取数据对应的索引（排名）

zrank key member
zrevrank key member
1
2

• score 值获取与修改

zscore key member
zincrby key increment member
1
2

Tips 13:

• redis 应用于计数器组合排序功能对应的排名

sorted_set 类型数据操作的注意事项

• score 保存的数据存储空间是64位，如果是整数范围是
• 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，使用时侯要慎重
• sorted_set底层存储还是基于set结构的，因此数据不能重复，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

业务场景

解决方案

• 对于基于时间线限定的任务处理，将处理时间记录位score值，利用排序功能区分处理的先后顺序
• 记录下一个要处理的事件，当到期后处理对应的任务，移除redis中的记录，并记录下一个要处理的时间
• 当新任务加入时，判定并更新当前下一个要处理的任务时间
• 为提升sorted_set的性能，通常将任务根据特征存储成若干个sorted_set.例如1小时内，1天内，年度等，操作时逐渐提升，将即将操作的若干个任务纳入到1小时内处理队列中
• 获取当前系统时间

time
1

Tips 14：

• redis应用于定时任务执行顺序管理或任务过期管理

业务场景任务/消息权重设定应用

当任务或者消息待处理，形成了任务队列或消息队列时，对于高优先级的任务要保障对其优先处理，如何实现任务权重管理。

解决方案

• 对于带有权重的任务，优先处理权重高的任务，采用score记录权重即可
  

如果权重条件过多时，需要对排序score值进行处理，保障score值能够兼容2条件或者多条件，例如外贸订单优先于国内订单，总裁订单优先于员工订单，经理订单优先于员工订单

• 因score长度受限，需要对数据进行截断处理，尤其是时间设置为小时或分钟级即可(折算后)
• 先设定订单类别，后设定订单发起角色类别，整体score长度必须是统一的，不足位补0。第一排序规则首位不得是0
  • 例如外贸101，国内102，经理004，员工008。
  • 员工下的外贸单score值为101008(优先)
  • 经理下的国内单score值为102004

Tips 15:

redis应用于即时任务/消息队列执行管理

实践案例

业务场景

限时按次结算的服务控制

Tip16:
限时按次结算的服务控制

基于时间顺序的数据操作，而不关注具体时间

Tip17:
基于时间顺序的数据操作，而不关注具体时间

总结 解决方案列表