Redis应用之String总结(类型的实现、操作与常用场景)

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字符串

字符串类型是Redis最基础的数据结构。首先键都是字符串类型,而且其他几种数据结构都是在字符串类型基础上构建的,所以字符串类型能为其他四种数据结构的学习奠定基础。字符串类型的值实际可以是字符串(简单的字符串、复杂的字符串(例如JSON、XML))、数字(整数、浮点数),甚至是二进制(图片、音频、视频),但是值最大不能超过512MB。

常用命令

1.set key value [ex seconds] [px milliseconds] [nx|xx] 设置值,成功返回ok。
	·ex seconds:为键设置秒级过期时间。
	·px milliseconds:为键设置毫秒级过期时间。
	·nx:键必须不存在,才可以设置成功,用于添加。 ·xx:与nx相反,
         键必须存在,才可以设置成功,用于更新。
	
	除了set选项,Redis还提供了setex和setnx两个命令:
		setex key seconds value 	setnx key value

    set aa1 heihei  px 1000
    set aa heihei  ex 1000

2.get key  获取key 不存在则返回nil

3.mset key value [key value] 批量设置值

4.mget key [key ...]  批量获取值批量操作命令可以有效提高开发效率,
                      假如没有mget这样的命令,要执行n次get命令.

5.incr key incr命令用于对值做自增操作,返回结果分为三种情况: 
	
·值不是整数,返回错误。
·值是整数,返回自增后的结果。 
·键不存在,按照值为0自增,返回结果为1

除了incr命令,Redis提供了decr(自减)、incrby(自增指定数字)、 decrby(自减指定数字)、incrbyfloat(自增浮点数)

很多存储系统和编程语言内部使用CAS机制实现计数功能,会有一定的 CPU开销,但在Redis中完全不存在这个问题,因为Redis是单线程架构,任何命令到了Redis服务端都要顺序执行.

内部编码

​ 使用该命令查看该key的内部编码: object encoding key

字符串类型的内部编码有3种:
·int:8个字节的长整型。
·embstr:小于等于39个字节的字符串。
·raw:大于39个字节的字符串。
Redis会根据当前值的类型和长度决定使用哪种内部编码实现.

典型使用场景

1.缓存功能

​ 图2-10是比较典型的缓存使用场景,其中Redis作为缓存层,MySQL作为存储层,绝大部分请求的数据都是从Redis中获取。由于Redis具有支撑高并发的特性,所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压力的作用。

看代码示例:

// 定义键
userRedisKey = "user:info:" + id;
// 从Redis获取值
value = redis.get(userRedisKey); if (value != null) {
    // 将值进行反序列化为UserInfo并返回结果     
    userInfo = deserialize(value);    
    return userInfo;
}
// 从MySQL获取用户信息 userInfo = mysql.get(id); // 将userInfo序列化,并存入Redis
redis.setex(userRedisKey, 3600, serialize(userInfo));
// 返回结果 return userInfo
 
整个功能的伪代码如下:
 
UserInfo getUserInfo(long id){     
userRedisKey = "user:info:" + id     
value = redis.get(userRedisKey);     
UserInfo userInfo;     
if (value != null) {
        userInfo = deserialize(value); 
    } else {
        userInfo = mysql.get(id);         
        if (userInfo != null)
            redis.setex(userRedisKey,3600, serialize(userInfo));
    }
    return userInfo; 
    }
}

与MySQL等关系型数据库不同的是,Redis没有命令空间,而且也没有对键名有强制要求(除了不能使用一些特殊字符)。但设计合理的键名,有利于防止键冲突和项目的可维护性,比较推荐的方式是使用“业务名:对象名:id:[属性]”作为键名(也可以不是分号)。例如MySQL的数据库名为vs,用户表名为user,那么对应的键可以用"vs:user:1","vs:user:1:name"来表示,如果当前Redis只被一个业务使用,甚至可以去掉“vs:”。如果键名比较长,例如“user:{uid}:friends:messages:{mid}”,可以在能描述键含义的前提下适当减少键的长度,例如变为“u:{uid}:fr:m: {mid}”,从而减少由于键过长的内存浪费。

3)如果没有从Redis获取到用户信息,需要从MySQL中进行获取,并将结果回写到Redis,添加1小时(3600秒)过期时间:

2.计数

许多应用都会使用Redis作为计数的基础工具,它可以实现快速计数、查询缓存的功能,同时数据可以异步落地到其他数据源。例如笔者所在团队的视频播放数系统就是使用Redis作为视频播放数计数的基础组件,用户每播放一次视频,相应的视频播放数就会自增1。

long incrVideoCounter(long id) {     
    key = "video:playCount:" + id;     return redis.incr(key);
}
开发提示

实际上一个真实的计数系统要考虑的问题会很多:
防作弊、按照不同维度计数,数据持久化到底层数据源等。
3.共享Session

​ 一个分布式Web服务将用户的Session信息(例如用户登录信息)保存在各自服务器中,这样会造成一个问题,出于负载均衡的考虑,分布式服务会将用户的访问均衡到不同服务器上,用户刷新一次访问可能会发现需要重新登录,这个问题是用户无法容忍的。

为了解决这个问题,可以使用Redis将用户的Session进行集中管理,如图2-12所示,在这种模式下只要保证Redis是高可用和扩展性的,每次用户更新或者查询登录信息都直接从Redis中集中获取.

5.限速

很多应用出于安全的考虑,会在每次进行登录时,让用户输入手机验证码,从而确定是否是用户本人。但是为了短信接口不被频繁访问,会限制用户每分钟获取验证码的频率,例如一分钟不能超过5次。

phoneNum = "138xxxxxxxx";
key = "shortMsg:limit:" + phoneNum;
// SET key value EX 60 NX
isExists = redis.set(key,1,"EX 60","NX"); if(isExists != null || redis.incr(key) <=5){
    // 通过
}else{
    // 限速
}

上述就是利用Redis实现了限速功能,例如一些网站限制一个IP地址不能在一秒钟之内访问超过n次也可以采用类似的思路。

待续。。。