Redis 应用场景

Redis Created at 2021-07-16 23:23

## string（字符串）

#### 常用命令： 
set,get,decr,incr,mget 等。

#### 使用SETBIT、GETBIT 实现日活，月活的统计

Redis Setbit 命令用于对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。 
假如: 
日活的 数据格式 是这样的  1101010（取七天的数据） 1为 签到   0为未签到。  
只要统计  1的个数 即可知道  该用户这个月（或周，年）的签到次数。    
如 1101010 可表示  该月1，2，4，6号该用户进行了签到， 其他时间未签到。

签到时，只修改特定位置的数据即可。   
如 源数据 1101010  第七天为未签到  修改为 已签到时。
只需要 修改字符串的 第七个位置  设置为1 即可。
即：1101011

##### 语法
redis Setbit 命令基本语法如下：
```
redis 127.0.0.1:6379> Setbit KEY_NAME OFFSET
```

##### 可用版本
``` 
>= 2.2.0 
```

##### 返回值
指定偏移量原来储存的位。

##### 实例
```
redis> SETBIT bit 10086 1
(integer) 0

redis> GETBIT bit 10086
(integer) 1

redis> GETBIT bit 100   # bit 默认被初始化为 0
(integer) 0
```

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## hash（哈希）
Redis hash 是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。

#### 常用命令：
hget,hset,hgetall 等。

#### 使用 hash 的特性  做 数据缓存（用户信息缓存）
```
# 添加测试数据
127.0.0.1:6379> HMSET user:1 name 'zhangsan' age '16' sex '1'
OK
127.0.0.1:6379> HMSET user:2 name 'lisi' age '18' sex '0'
OK
127.0.0.1:6379> HMSET user:3 name 'wangwu' age '20' sex '1'
OK
127.0.0.1:6379> HMSET user:4 name 'zhaoliu' age '22' sex '0'
OK
127.0.0.1:6379> HMSET user:5 name 'tianqi' age '23' sex '1'
OK

# 获取user:5 的所有信息
127.0.0.1:6379> HGETALL user:5
1) "name"
2) "tianqi"
3) "age"
4) "11"
5) "sex"
6) "0"

# 修改 user:5 的年龄
127.0.0.1:6379> HSET user:5 age "20"
(integer) 0

# 获取 user:5 的所有信息
127.0.0.1:6379> HGET user:5 age
"20"

127.0.0.1:6379>

```

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## list（列表）

#### 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。

#### 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。

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#### 可以使用 redis + php 做邮件队列
例如：  
在使用 通过邮箱找回密码的功能时，通常邮件不是即时发送的。   
如果是即时发送，会造成用户体验不好（延迟），程序耦合等。  
这时候 可以使用队列 ，先把要发送的邮箱 通过队列存储，再通过队列脚本来处理队列。这样异步操作会好很多。

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## set（集合）
Redis的Set是string类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。 
Redis 中 集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

#### 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。

#### 利用集合成员是唯一的特性 。可以用来做订票系统。
用集合来存储定已经被预定的票的编号。如果有多个用户预定了同一张票，只能有一个成功。

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## zset(sorted set：有序集合)

Redis 有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。 
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。 
有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

#### 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。

#### 利用有序集合的特性  来做 排行榜
例如：现在有一个需求就是对 所有用户的钱包金额进行排序，取最富有的前十位用户。
那么redis的有序集合，就可以满足要求了。  
像  日榜，周榜，月榜等等   都可以用这个做。    
周榜 和 月榜 都可以通过 日榜推算。  
榜单的即时性 不强，可以用mysql 在今天凌晨时 统计昨天的数据  再存入 redis的有序集合。

## HyperLogLog(是用来做基数统计的算法)
Redis 在 2.8.9 版本添加了 HyperLogLog 结构。  
Redis HyperLogLog 是用来做基数统计的算法，HyperLogLog 的优点是，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定 的、并且是很小的。   
在 Redis 里面，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基 数。这和计算基数时，元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。   
但是，因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数，而不会储存输入元素本身，所以 HyperLogLog 不能像集合那样，返回输入的各个元素。

### 常用命令：
PFADD key element [element ...]   
添加指定元素到 HyperLogLog 中。

PFCOUNT key [key ...]   
返回给定 HyperLogLog 的基数估算值。

PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...]   
将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog

### 什么是基数?
比如数据集 {1, 3, 5, 7, 5, 7, 8}， 那么这个数据集的基数集为 {1, 3, 5 ,7, 8}, 基数(不重复元素)为5。   
 基数就是在误差可接受的范围内，快速计算基数。

#### 实例
以下实例演示了 HyperLogLog 的工作过程：
```
redis 127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "redis"

1) (integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "mongodb"

1) (integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> PFADD runoobkey "mysql"

1) (integer) 1

redis 127.0.0.1:6379> PFCOUNT runoobkey

(integer) 3
```

## 取最新N个数据的操作

比如典型的取你网站的最新文章，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，并将超出集合部分从数据库获取   
使用LPUSH latest.comments<ID>命令，向list集合中插入数据  
插入完成后再用LTRIM latest.comments 0 5000命令使其永远只保存最近5000个ID   
然后我们在客户端获取某一页评论时可以用下面的逻辑（伪代码）  
```
    FUNCTION get_latest_comments(start,num_items):
       id_list = redis.lrange("latest.comments",start,start+num_items-1)
       IF id_list.length < num_items
       id_list = SQL_DB("SELECT ... ORDER BY time LIMIT ...")
       END
    RETURN id_list
    END
```

如果你还有不同的筛选维度，比如某个分类的最新N条，那么你可以再建一个按此分类的List，只存ID的话，Redis是非常高效的

## 排行榜应用，取TOP N操作
这个需求与上面需求的不同之处在于，前面操作以时间为权重，这个是以某个条件为权重，比如按顶的次数排序，这时候就需要我们的sorted set出马了，将你要排序的值设置成sorted set的score，将具体的数据设置成相应的value，每次只需要执行一条ZADD命令即可。

## 需要精准设定过期时间的应用
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。

## 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。

## 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。

## 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。

## 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。

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