Redis使用方法及使用场景

简单记录下Redis使用总结。

Redis VS Memcached

  • Redis支持更多的数据结构，Memcached仅支持kv；
  • Redis支持数据持久化，包括Snapshot和AOF；

Redis支持两种存储方式：

  • Snapshot(快照)：定时将内存快照持久化到硬盘（crash会丢失数据）
  • AOF(append only mode)是在写入数据的同时将操作命令保存到日志（不会丢失数据，但操作日志管理维护成本高）
  • Redis是单线程的，Memcached是多线程的；

由于网络开销往往远大于内存命令执行的开销，所以实际使用中Redis性能并没有差太多。

  • Redis修改libevent实现小巧的epoll，Memcached完全依赖libevent（性能影响）；
  • Memcached使用CAS避免资源竞争修改，Redis提供了事务功能；

CAS是通过为每一个CackeKey设置一个隐藏的Token作为版本号，每次set操作都会检查并更新Token；

Redis的事务仅能保证命令的顺序执行，执行过程中发生异常无法回滚。

数据类型

String

string是key/value的存储结构（同memcached一样），支持的命令：

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get/set/del
incr/incrby
decr/descby
append/strlen
getrange/setrange

问题：计数

一般情况都需要额外使用锁来避免并发写的问题。

解决方法：

使用incr命令来实现原子递增，使用get/set来重置计数状态。

与memcached相同，可作为key/value数据库，例如session共享。

Hash

hash的value实际上是一个hashmap，可以直接操作value的各个feild的值，支持的命令：

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2
3
4
hset/hget/hgetall
hmset/hmget
hlen/hexists
hkeys/hvals

hash两种实现方式，

  • 当数据较少时，为了节省内存采用线性存储来节省空间
  • 当数据较多时，才会使用hashmap来降低时间复杂度

问题：商品维度计数，商品有各种计数（喜欢、评论、鉴定、浏览等）

使用hash的field字段来存储喜欢、评论等计数值。

同理，用户维度计数（动态、关注、粉丝、喜欢、发帖等）。

该存储结构适用于常用的商品、热门新闻动态等经常被大量访问的数据对象。

List

list通过双向链表实现，支持反向查找和遍历，支持的命令：

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2
3
lpush/rpush
lpop/rpop
lrange/lrem

利用push和pop操作可以实现消息队列，也可以实现关注列表、粉丝/在线好友列表等功能。

问题：显示最新的项目列表

1
SELECT * FROM foo WHERE ... ORDER BY TIME DESC LIMIT 10;

数据库上的查询语句如上，随着数据的增多，排序会越来越慢。

  • 为每一条数据选择一个唯一的ID（可选自增ID）
  • 缓存最新的N个数据，利用redis做数据缓存（list结构不断LPUSH最新的数据）
  • 当查询内容超过redis缓存内容后，才会穿透缓存访问数据库

消息队列的实现：

  • 用list数据结构作为channel
  • 生产者lpush消息
  • 消费者rpop消息
  • 设定超时时间

上述消息队列与PUB/SUB相比，不会丢失数据，但也没有失败重传的机制（也就是没有消息状态）

Set

set是一个不允许重复的数据组合，支持的命令：

1
2
3
sadd/spop
sismembers
sinter/sunion/sdiff

smembers可以用来实现好友列表中判断是否为已存在好友或关注好友，也可以通过集合操作来实现共同好友、共同兴趣、共同关注列表等。

问题：判断微博的共同好友、共同兴趣、是否为关注好友

  • 利用set集合存储用户的好友ID
  • 通过sismembers判断用户是否存在好友集合中
  • 通过sinter来判断两个好友集合的共同好友
  • 通过sunion来获取两个集合的所有好友
  • 通过sdiff来获取两个集合的非共同好友，用于好友推荐

Sorted Set

sorted set是有序的set，通过提供一个优先级score来实现自动排序，支持的命令：

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zadd/zrem
zrange/zcard

score可以用来实现权重队列，也可以实现按时间、评分的自动排序列表。

问题：在线游戏实时排行榜：在线游戏的排行榜都需要实时更新操作，不可能去频繁地更改关系型数据库，

  • 为用户设置唯一的ID，采用sorted set来存储用户的得分情况
  • 利用有序集合来对用户得分进行排名，这里不可能存储全部的用户，可能只关心前100个用户，那么就需要在redis之外做限制

问题：新闻排序：新闻排序是按照新闻的关注度（点击率）和时间做排序，

1
score = points / (time^alpha)

上面的公式可以说明，点击率越高，越可能获得更多的评分；时间越久远，也会降低新闻的评分。

因此，需要有一个专门用于计算新闻评分的进程，实时地处理最新的N条数据，

  • 拉取最新的N条数据
  • 计算各个数据的评分
  • 添加到有序集合中

Pub/Sub

实现消息队列、实时消息系统。

Transactions

redis提供事务的支持，

  • 事务可以一次执行多个命令，多个命令按照顺序执行，不会被其他客户单的命令所打断
  • 如果发生执行异常，无法回滚

使用方法：

1
2
3
> MULTI
> ...
> EXEC

其他应用

  • 缓存
  • Redis实时统计
  • Redis实现发号器