2023-06-01：講一講Redis常見數(shù)據結構以及使用場景。

答案2023-06-01：

字符串（String）

適合場景

緩存功能

Redis 作為緩存層，MySQL 作為存儲層，在大部分請求中，數(shù)據的讀取通常是從 Redis 中獲取。由于 Redis 具有支持高并發(fā)的特性，因此緩存層通常能夠加速讀寫操作，并減輕后端服務的壓力。采用 Redis 緩存層通?？梢蕴岣呦到y(tǒng)性能和穩(wěn)定性，同時更好地保護 MySQL 數(shù)據庫。

計數(shù)

使用 Redis 作為計數(shù)的基礎工具，可以實現(xiàn)快速計數(shù)和查詢緩存的功能。Redis 的高并發(fā)讀寫特性使其非常適合作為計數(shù)器，能夠快速、可靠地處理大量的計數(shù)請求。此外，Redis 還支持數(shù)據的異步落地到其他數(shù)據源，例如 MySQL 數(shù)據庫等，從而保證數(shù)據的安全和可靠性。

共享Session

當一個分布式 Web 服務將用戶的 Session 信息（例如用戶登錄信息）保存在各自服務器中時，出于負載均衡的考慮，分布式服務會將用戶的訪問均衡到不同服務器上。這可能會產生一個問題，即用戶可能需要重新登錄，因為他們的 Session 信息沒有被持續(xù)地存儲和共享。這個問題對于用戶來說是無法容忍的。

為了解決這個問題，可以使用 Redis 將用戶的 Session 進行集中管理。在這種模式下，只需要保證 Redis 具備高可用性和擴展性，并且每次用戶更新或查詢登錄信息都直接從 Redis 中獲取即可。

通過使用 Redis，可以實現(xiàn)分布式 Web 服務中 Session 信息的共享和管理。Redis 具有出色的高并發(fā)讀寫能力和快速響應速度，能夠有效地維護大量的 Session 數(shù)據。此外，Redis 的數(shù)據持久化和備份機制也能夠確保數(shù)據的安全性和可靠性。

限速

許多應用為了保證安全性，在每次用戶登錄時會要求輸入手機驗證碼以驗證用戶身份。但是，為避免短信接口被頻繁訪問，通常會限制用戶獲取驗證碼的頻率，例如一分鐘不能超過5次。此外，一些網站也會限制同一 IP 地址在一秒鐘之內的訪問次數(shù)，以保護系統(tǒng)的安全。通過限速機制，可以有效地控制用戶的訪問頻率，從而保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

哈希(Hash)

在 Java 中，提供了 HashMap 數(shù)據結構來實現(xiàn)哈希算法。而在 Redis 中，也有類似的數(shù)據結構，稱之為哈希類型。需要注意的是，在哈希類型中，映射關系被稱作 field-value，其中 value 指的是與 field 對應的值，而不是鍵所對應的值。

適合場景

使用 Redis 的哈希類型可以更好地管理對象型數(shù)據，并且在合理使用的情況下可以減少內存消耗。因此，在實際開發(fā)中，我們應該根據業(yè)務需求和實際情況選擇合適的數(shù)據結構來進行存儲和管理。

我們可以比較下，如果數(shù)據庫中表記錄user為：

idnameage1lijin182msb20

1、使用String類型

需要一條條去插入獲取。

set?user:1:name?lijin;

set?user:1:age??18;

set?user:2:name?msb;

set?user:2:age??20;

優(yōu)點：簡單直觀，每個鍵對應一個值.

缺點：鍵數(shù)過多，占用內存多，用戶信息過于分散，不適合在生產環(huán)境中使用。

2、使用hash類型

hmset?user:1?name?lijin?age?18

hmset?user:2?name?msb?age?20

優(yōu)點：簡單直觀，使用合理可減少內存空間消耗。

列表（list）

Redis 的列表（list）類型是一種用于存儲多個有序字符串的數(shù)據結構。一個列表由多個元素按照從左到右的順序組成，每個元素都可以是一個字符串。例如，a、b、c、c、b 四個字符串可以組成一個有序的列表。

列表中的每個字符串稱為元素（element），一個列表最多可以存儲 (2^32-1)個元素(4294967295)。在 Redis 中，可以使用列表類型來實現(xiàn)隊列、棧等數(shù)據結構，同時還能夠支持插入、刪除等操作，具有出色的靈活性和可擴展性。

適合場景

當每個用戶都有自己的文章列表并需要進行分頁展示時，可以考慮使用 Redis 的列表類型。因為列表不僅是有序的，而且支持按照索引范圍獲取元素，非常適合用于實現(xiàn)分頁等功能。

在 Redis 中，可以將每個用戶的文章列表存儲為一個列表，并通過 lrange 命令來獲取指定范圍內的元素。例如，可以使用以下命令來獲取第 2 頁的文章列表：

lrange?user:1:article_list?20?39

消息隊列，Redis 提供了消息隊列的支持，可以使用 lpush+brpop 命令組合來實現(xiàn)阻塞隊列。生產者客戶端通過 lpush 命令將消息從列表的左側插入隊列中，而多個消費者客戶端則通過 brpop 命令在列表的尾部等待阻塞式地搶占隊列中的元素。多個客戶端之間的合作能夠保證消費的負載均衡和高可用性。

使用 Redis 的消息隊列可以有效地解決異步任務處理、流量限制、延遲任務調度等問題，具有出色的靈活性和擴展性。因此，在實際開發(fā)中，Redis 的消息隊列是一種非常重要且常用的技術，需要注意其使用方式和實現(xiàn)原理，并根據實際需求進行合理的配置和管理。

集合（set）

集合( set）類型也是用來保存多個的字符串元素,但和列表類型不一樣的是，集合中不允許有重復元素,并且集合中的元素是無序的,不能通過索引下標獲取元素。

適合場景

Redis 的集合類型在標簽（tag）的存儲和管理方面應用廣泛。例如，一個用戶可能對娛樂、體育比較感興趣，另一個用戶可能對歷史、新聞比較感興趣，這些興趣點就是標簽。

使用 Redis 的集合類型，可以輕松地實現(xiàn)對用戶興趣標簽的存儲和管理，并根據用戶的標簽相似度來實現(xiàn)個性化推薦。例如，電子商務網站針對不同標簽的用戶做出不同類型的推薦，比如對數(shù)碼產品感興趣的人，推薦最新的數(shù)碼產品，這將有助于增加網站的利潤和用戶黏度。

除了標簽管理外，集合還可以通過生成隨機數(shù)進行比如抽獎活動等其他功能。此外，Redis 的集合類型還支持交、并、差等操作，以及集合和有序集合之間的轉換功能，能夠快速高效地進行數(shù)據處理和管理。

有序集合（ZSET）

Redis 的有序集合類型相對于哈希、列表、集合來說可能會比較陌生，但是它和普通的集合類型有一些共同的特點，例如保留了不能有重復成員的特性。不同之處在于，有序集合中的元素具有可排序的特性。

有序集合通過給每個元素設置一個分數(shù)（score）來實現(xiàn)排序，而不像列表使用索引下標作為排序依據。

Redis 的有序集合類型中的元素不能重復，但是一個元素的分數(shù)在集合中可以存在多個相同的值，類似于班里的學生學號不能重復，但考試成績可以相同。

Redis 的有序集合類型提供了一些非常實用的功能，例如基于分數(shù)范圍的查詢和統(tǒng)計操作，以及成員排名等。適當?shù)乩糜行蚣项愋?，可以幫助我們在實際開發(fā)中更好地解決各種問題。

Redis 的有序集合類型非常適合用于實現(xiàn)排行榜系統(tǒng)，例如在視頻網站中對用戶上傳的視頻按照播放數(shù)量、點贊數(shù)等多個維度進行排行。

通過使用有序集合，可以輕松地將每個視頻以及對應的播放量、點贊數(shù)等信息存儲到 Redis 中，并根據這些信息計算出每個視頻的排名。例如，可以使用以下命令向有序集合中添加新的元素：

zadd?videos:views?1000?"video1"
zadd?videos:views?2000?"video2"
zadd?videos:likes?500?"video1"
zadd?videos:likes?800?"video2"

其中，videos:views 和 videos:likes 分別表示按照播放量和點贊數(shù)排列的有序集合名稱，"video1" 和 "video2" 則是視頻的名稱，1000、2000、500、800 則表示對應的播放量和點贊數(shù)。使用 zrange 或 zrevrange 命令即可按照指定分數(shù)范圍獲取元素，或者使用 zrank 和 zrevrank 命令獲取指定元素的排名和反向排名等。