Redis是一種基于鍵值對的NoSQL數(shù)據(jù)庫，它的值主要由string(字符串)，hash(哈希)，list(列表)，set(集合)，zset(有序集合)五種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，除此之外還支持一些其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。key都是由字符串構(gòu)成的，那么這五種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用場景有哪些?一起來看看!

一 字符串

字符串類型是Redis最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，字符串類型可以是JSON、XML甚至是二進制的圖片等數(shù)據(jù)，但是最大值不能超過512MB。

1.1 內(nèi)部編碼

Redis會根據(jù)當前值的類型和長度決定使用哪種內(nèi)部編碼來實現(xiàn)。

字符串類型的內(nèi)部編碼有3種：

• int：8個字節(jié)的長整型。
• embstr：小于等于39個字節(jié)的字符串。
• raw：大于39個字節(jié)的字符串。

1.2 使用場景

1.2.1 緩存

在web服務中，使用MySQL作為數(shù)據(jù)庫，Redis作為緩存。由于Redis具有支撐高并發(fā)的特性，通常能起到加速讀寫和降低后端壓力的作用。web端的大多數(shù)請求都是從Redis中獲取的數(shù)據(jù)，如果Redis中沒有需要的數(shù)據(jù)，則會從MySQL中去獲取，并將獲取到的數(shù)據(jù)寫入redis。

1.2.2 計數(shù)

Redis中有一個字符串相關(guān)的命令incr key，incr命令對值做自增操作，返回結(jié)果分為以下三種情況：

• 值不是整數(shù)，返回錯誤
• 值是整數(shù)，返回自增后的結(jié)果
• key不存在，默認鍵為0，返回1

比如文章的閱讀量，視頻的播放量等等都會使用redis來計數(shù)，每播放一次，對應的播放量就會加1，同時將這些數(shù)據(jù)異步存儲到數(shù)據(jù)庫中達到持久化的目的。

1.2.3 共享Session

在分布式系統(tǒng)中，用戶的每次請求會訪問到不同的服務器，這就會導致session不同步的問題，假如一個用來獲取用戶信息的請求落在A服務器上，獲取到用戶信息后存入session。下一個請求落在B服務器上，想要從session中獲取用戶信息就不能正常獲取了，因為用戶信息的session在服務器A上，為了解決這個問題，使用redis集中管理這些session，將session存入redis，使用的時候直接從redis中獲取就可以了。

1.2.4 限速

為了安全考慮，有些網(wǎng)站會對IP進行限制，限制同一IP在一定時間內(nèi)訪問次數(shù)不能超過n次。

二 哈希

Redis中，哈希類型是指一個鍵值對的存儲結(jié)構(gòu)。

2.1 內(nèi)部編碼

哈希類型的內(nèi)部編碼有兩種：

• ziplist(壓縮列表)：當哈希類型元素個數(shù)小于hash-max-ziplist-entries配置(默認512個)同時所有值都小于hash-max-ziplist-value配置(默認64字節(jié))時使用。ziplist使用更加緊湊的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多個元素的連續(xù)存儲，所以比hashtable更加節(jié)省內(nèi)存。
• hashtable(哈希表)：當ziplist不能滿足要求時，會使用hashtable。

2.2 使用場景

由于hash類型存儲的是一個鍵值對，比如數(shù)據(jù)庫有以下一個用戶表結(jié)構(gòu)

將以上信息存入redis，用表明:id作為key，用戶屬性作為值：

hset user:1 name Java旅途 age 18 

使用哈希存儲會比字符串更加方便直觀

三 列表

列表類型用來存儲多個有序的字符串，一個列表最多可以存儲2^32-1個元素，列表的兩端都可以插入和彈出元素。

3.1 內(nèi)部編碼

列表的內(nèi)部編碼有兩種：

• ziplist(壓縮列表)：當哈希類型元素個數(shù)小于list-max-ziplist-entries配置(默認512個)同時所有值都小于list-max-ziplist-value配置(默認64字節(jié))時使用。ziplist使用更加緊湊的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多個元素的連續(xù)存儲，所以比hashtable更加節(jié)省內(nèi)存。
• linkedlist(鏈表)：當ziplist不能滿足要求時，會使用linkedlist。

3.2 使用場景

3.2.1 消息隊列

列表用來存儲多個有序的字符串，既然是有序的，那么就滿足消息隊列的特點。使用lpush+rpop或者rpush+lpop實現(xiàn)消息隊列。除此之外，redis支持阻塞操作，在彈出元素的時候使用阻塞命令來實現(xiàn)阻塞隊列。

3.2.2 棧

由于列表存儲的是有序字符串，滿足隊列的特點，也就能滿足棧先進后出的特點，使用lpush+lpop或者rpush+rpop實現(xiàn)棧。

3.2.3 文章列表

因為列表的元素不但是有序的，而且還支持按照索引范圍獲取元素。因此我們可以使用命令lrange key 0 9分頁獲取文章列表

四 集合

集合類型也可以保存多個字符串元素，與列表不同的是，集合中不允許有重復元素并且集合中的元素是無序的。一個集合最多可以存儲2^32-1個元素。

4.1 內(nèi)部編碼

集合類型的內(nèi)部編碼有兩種：

• intset(整數(shù)集合)：當集合中的元素都是整數(shù)且元素個數(shù)小于set-max-intset-entries配置(默認512個)時，redis會選用intset來作為集合的內(nèi)部實現(xiàn)，從而減少內(nèi)存的使用。
• hashtable(哈希表)：當intset不能滿足要求時，會使用hashtable。

4.2 使用場景

4.2.1 用戶標簽

例如一個用戶對籃球、足球感興趣，另一個用戶對橄欖球、乒乓球感興趣，這些興趣點就是一個標簽。有了這些數(shù)據(jù)就可以得到喜歡同一個標簽的人，以及用戶的共同感興趣的標簽。給用戶打標簽的時候需要①給用戶打標簽，②給標簽加用戶，需要給這兩個操作增加事務。

• 給用戶打標簽

sadd user:1:tags tag1 tag2 

給標簽添加用戶

sadd tag1:users user:1 
 
sadd tag2:users user:1 

使用交集(sinter)求兩個user的共同標簽

sinter user:1:tags user:2:tags 

4.2.2 抽獎功能

集合有兩個命令支持獲取隨機數(shù)，分別是：

• 隨機獲取count個元素，集合元素個數(shù)不變

srandmember key [count] 

隨機彈出count個元素，元素從集合彈出，集合元素個數(shù)改變

spop key [count] 

用戶點擊抽獎按鈕，參數(shù)抽獎，將用戶編號放入集合，然后抽獎，分別抽一等獎、二等獎，如果已經(jīng)抽中一等獎的用戶不能參數(shù)抽二等獎則使用spop，反之使用srandmember。

五 有序集合

有序集合和集合一樣，不能有重復元素。但是可以排序，它給每個元素設(shè)置一個score作為排序的依據(jù)。最多可以存儲2^32-1個元素。

5.1 內(nèi)部編碼

有序集合類型的內(nèi)部編碼有兩種：

• ziplist(壓縮列表)：當有序集合的元素個數(shù)小于list-max-ziplist-entries配置(默認128個)同時所有值都小于list-max-ziplist-value配置(默認64字節(jié))時使用。ziplist使用更加緊湊的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多個元素的連續(xù)存儲，更加節(jié)省內(nèi)存。
• skiplist(跳躍表)：當不滿足ziplist的要求時，會使用skiplist。

5.2 使用場景

5.2.1 排行榜

用戶發(fā)布了n篇文章，其他人看到文章后給喜歡的文章點贊，使用score來記錄點贊數(shù)，有序集合會根據(jù)score排行。流程如下

用戶發(fā)布一篇文章，初始點贊數(shù)為0，即score為0

zadd user:article 0 a 

有人給文章a點贊，遞增1

zincrby user:article 1 a 

查詢點贊前三篇文章

zrevrangebyscore user:article 0 2 

查詢點贊后三篇文章

zrangebyscore user:article 0 2 

5.2.2 延遲消息隊列

下單系統(tǒng)，下單后需要在15分鐘內(nèi)進行支付，如果15分鐘未支付則自動取消訂單。將下單后的十五分鐘后時間作為score，訂單作為value存入redis，消費者輪詢?nèi)ハM，如果消費的大于等于這筆記錄的score，則將這筆記錄移除隊列，取消訂單。

總結(jié)

在開發(fā)中，字符串類型是用的最多的數(shù)據(jù)類型，導致我們忽視了redis的其他四種數(shù)據(jù)類型，在具體場景下選擇具體的數(shù)據(jù)類型對提升redis性能有非常大的幫助。redis雖然支持消息隊列的實現(xiàn)，但是并不支持ack。所以redis實現(xiàn)的消息隊列不能保證消息的可靠性，除非自己實現(xiàn)消息確認機制，不過這非常麻煩，所以如果是重要的消息還是推薦使用專門的消息隊列去做。

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