redis一般用来干嘛
redis是一个单线程的NoSQL数据库,主要用来做数据缓存 , 一般大型网站的应用和数据库之间的那一层就是Redis 。比如京东商城的页面查找功能,用户接触到的查询的第一层就是Redis数据缓存层,缓存中找不到的数据,再进入数据库查询 。Redis中缓存热点数据 , 能够保护数据库,提高查询效率 。
NoSQL,泛指非关系型的数据库 。随着互联网web2.0网站的兴起,传统的关系数据库在处理web2.0网站 , 特别是超大规模和高并发的SNS类型的web2.0纯动态网站已经显得力不从心,出现了很多难以克服的问题,而非关系型的数据库则由于其本身的特点得到了非常迅速的发展 。NoSQL数据库的产生就是为了解决大规模数据集合多重数据种类带来的挑战 , 特别是大数据应用难题 。
redis数据库适合使用于哪些应用场景中redis开创了一种新的数据存储思路 , 使用redis,我们不用在面对功能单调的数据库时 , 把精力放在如何把大象放进冰箱这样的问题上,而是利用redis灵活多变的数据结构和数据操作,为不同的大象构建不同的冰箱 。
redis常用数据类型
redis最为常用的数据类型主要有以下五种:
string
hash
list
set
sorted set
在具体描述这几种数据类型之前,我们先通过一张图了解下redis内部内存管理中是如何描述这些不同数据类型的:
首先redis内部使用一个redisobject对象来表示所有的key和value,redisobject最主要的信息如上图所示: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内部是按数值型类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,比如:"123"
"456"这样的字符串 。
这里需要特殊说明一下vm字段,只有打开了redis的虚拟内存功能,此字段才会真正的分配内存,该功能默认是关闭状态的,该功能会在后面具体描述 。通过
上图我们可以发现redis使用redisobject来表示所有的key/value数据是比较浪费内存的,当然这些内存管理成本的付出主要也是为了给
redis不同数据类型提供一个统一的管理接口,实际作者也提供了多种方法帮助我们尽量节省内存使用,我们随后会具体讨论 。
下面我们先来逐一的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,mget 等 。
【redis一般用来干嘛】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,这里就不所做解释了 。
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:
hget,hset,hgetall 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,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
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