redis的使用场景和基本数据类型

一：redis使用的场景

redis是一个高性能的NoSQL数据库，特点是高性能，持久存储，适应高并发的应用场景。

下面看看它的使用场景
1、取最新N个数据的操作
比如取网站的最新文章，通过下面方式，我们可以将最新的5000条评论的ID放在Redis的List集合中，并将超出的部分从数据库中获取
1）使用PUSH latest.comments <ID> 命令，向list集合中插入数
2）插入完成后再用LTRIM latest.comments 0 5000 命令使其永远保持最近5000个ID
3）然后我们就可以根据最新需要取最新的5000个评论

比如你还有不同的维度，比如某个分类的最新N条，那么你还可以在新建一个按此分类的List，也只存ID

2、排行榜应用，去TOP N 操作
这个需求与上面不同之处在于，前面的操作时间为权重，这个是以某条件为权重，游戏里面比如按等级排序，这时候就可以用sorted set了，将要排序的值设置成 sorted set的score，将具体的数据设置成相应的值，
每次只需要执行一条ZADD命令

3、需要精确设置过期时间的应用
比如你可以把上面说到的sorted set的score值设置成过期时间的时间戳，那么就可以简单地通过过期时间排序，定时清除过期数据了，不仅是清除Redis中的过期数据，你完全可以把 Redis里这个过期时间当成是对数据库中数据的索引，用Redis来找出哪些数据需要过期删除，然后再精准地从数据库中删除相应的记录。

4、计数器应用
Redis的命令都是原子性的，你可以轻松地利用INCR，DECR命令来构建计数器系统。

5、 Uniq操作，获取某段时间所有数据排重值
这个使用Redis的set数据结构最合适了，只需要不断地将数据往set中扔就行了，set意为集合，所以会自动排重。

6、实时系统，反垃圾系统
通过上面说到的set功能，你可以知道一个终端用户是否进行了某个操作，可以找到其操作的集合并进行分析统计对比等。没有做不到，只有想不到。

7、 Pub/Sub构建实时消息系统
Redis的Pub/Sub系统可以构建实时的消息系统，比如很多用Pub/Sub构建的实时聊天系统的例子。

8、构建队列系统
使用list可以构建队列系统，使用sorted set甚至可以构建有优先级的队列系统。

二：数据类型

redis最为常用的数据类型有5种：string，hash，list，set和SortedSet。
redisObj
redis内部使用一个redisObject的对象来表示所有的key和value。redisObj主要信息如下图所示：

type：代表一个value对象具体是何种数据类型，
encoding：是不同数据类型在redis内部的存储方式，比如：type=string代表value存储的是一个普通字符串，那么对应的encoding可以是raw或者是int，如果是int则代表实际redis内部是按数值类型存储和表示这个字符串的，当然前提是这个字符串本身可以用数值表示。
vm：这里需要特殊说明下vm字段，只有打开了redis的虚拟内存功能，此字段才会真真的分配内存，该功能默认是关闭的。vm的功能我们在稍后讨论，通过上图可以发现redis使用redisObject来表示所有的key-value数据是比较浪费内存的，当然这些内存管理的成本的付出也是为了给redis不同数据类型提供一个统一的管理接口，实际作者也提供了许多方法帮助我们尽量节省内存使用。这个也在稍后探讨。下面我们先来逐一分析下这五种数据类型的使用和内部实现方式

String
常用命令：set,get,decr,incr, mset, mget等。
应用场景：String是最常用的一种数据类型，普通的key-value存储都可以归为此类。
实现方式：String在redis内部存储默认就是一个字符串，被redisObject所引用,当遇到incr,decr等操作时，会转成数值型进行计算，此时redisObject的encoding字段为int。

Hash
常用命令： hmset, hmget, hdel, hlen等。
应用场景
我们简单举个实例来描述下Hash的应用场景，比如我们要存储一个用户信息对象数据，包含以下信息：
用户ID为查找的key，存储的value用户对象包含姓名，年龄，生日等信息，如果用普通的key/value结构来存储，主要有以下2种存储方式：

第一种方式将用户ID作为查找key,把其他信息封装成一个对象以序列化的方式存储，这种方式的缺点是，增加了序列化/反序列化的开销，并且在需要修改其中一项信息时，需要把整个对象取回，并且修改操作需要对并发进行保护，引入CAS等复杂问题。

第二种方法是这个用户信息对象有多少成员就存成多少个key-value对儿，用用户ID+对应属性的名称作为唯一标识来取得对应属性的值，虽然省去了序列化开销和并发问题，但是用户ID为重复存储，如果存在大量这样的数据，内存浪费还是非常可观的。
那么Redis提供的Hash很好的解决了这个问题，Redis的Hash实际是内部存储的Value为一个HashMap，并提供了直接存取这个Map成员的接口，如下图：

也就是说，Key仍然是用户ID, value是一个Map，这个Map的key是成员的属性名，value是属性值，这样对数据的修改和存取都可以直接通过其内部Map的Key(Redis里称内部Map的key为field), 也就是通过 key(用户ID) + field(属性标签) 就可以操作对应属性数据了，既不需要重复存储数据，也不会带来序列化和并发修改控制的问题。很好的解决了问题。
这里同时需要注意，Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的属性数据,但是如果内部Map的成员很多，那么涉及到遍历整个内部Map的操作，由于Redis单线程模型的缘故，这个遍历操作可能会比较耗时，而另其它客户端的请求完全不响应，这点需要格外注意。
实现方式：上面已经说到Redis Hash对应Value内部实际就是一个HashMap，实际这里会有2种不同实现，这个Hash的成员比较少时Redis为了节省内存会采用类似一维数组的方式来紧凑存储，而不会采用真正的HashMap结构，对应的value redisObject的encoding为zipmap,当成员数量增大时会自动转成真正的HashMap,此时encoding为ht

List
常用命令： lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。
应用场景： Redis list的应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一，比如twitter的关注列表，粉丝列表等都可以用Redis的list结构来实现，比较好理解，这里不再重复。
实现方式：Redis list的实现为一个双向链表，即可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了部分额外的内存开销，Redis内部的很多实现，包括发送缓冲队列等也都是用的这个数据结构。

Set
常用命令：sadd,spop,smembers,sunion 等。
应用场景：Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。
实现方式：set 的内部实现是一个 value永远为null的HashMap（ps:这点和java中set的实现基本相同），实际就是通过计算hash的方式来快速排重的，这也是set能提供判断一个成员是否在集合内的原因。

Sorted Set
常用命令：zadd,zrange,zrem,zcard等.
使用场景：Redis sorted set的使用场景与set类似，区别是set不是自动有序的，而sorted set可以通过用户额外提供一个优先级(score)的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择sorted set数据结构，比如twitter 的public timeline可以以发表时间作为score来存储，这样获取时就是自动按时间排好序的。
实现方式：Redis sorted set的内部使用HashMap和跳跃表(SkipList)来保证数据的存储和有序，HashMap里放的是成员到score的映射，而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是HashMap里存的score,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。

参考：https://blog.csdn.net/u013256816/article/details/51133134