NoSql之Redis系列(.Net Core)

一. 簡介

1. 什么是Redis？

　　全稱“Remote Dictionary Server”，基於內存管理數據，它有多種數據結構(常用的5種)，分別應對不同場景；它是單線程模型的，所以不會存在並發問題，數據不會出現中間狀態；對外提供：增刪改查、固化、集群等功能，包含0-15個數據存儲庫。

PS：Redis主要用來提升性能的，盡量不要作為數據的最終依據（當然可以配置高並發架構持久化存儲到硬盤）。

2. Redis優點

(1).支持 string、hash、set、sortedset、list、geo 等復雜的數據結構。

(2).高命中的數據運行時是在內存中，數據最終還是可以保存到磁盤中，這樣服務器重啟之后數據還在。

(3).服務器是單線程的，來自所有客戶端的所有命令都是串行執行的，因此不用擔心並發修改（串行操作當然還是有並發問題）的問題，編程模型簡單。

(4).支持消息訂閱/通知機制，可以用作消息隊列。

(5).Key、Value 最大長度允許512M。

　　特別說明：Redis的單線程不用擔心並發指定是每個單一操作之間是單線程，比如客戶端同時發過來多個針對同一key的StringIncrement自增操作,Redis端是串行進行的，有先后，不會同時進行。 但是如果客戶端每個請求是一個組合操作,比如：先KeyExists，再KeyDelete；這個時候很可能第一個客戶端KeyExists的時候，數據是存在的，當它要KeyDelete，該數據已經被別的客戶端刪除了。

3.Redis缺點

(1) Redis 是單線程的，因此單個 Redis 實例只能使用一個CPU核，不能充分發揮服務器的性能。可以在一台服務器上運行多個 Redis 實例，不同實例監聽不同端口，再互相組成集群。

(2) 做緩存性能不如 Memcached；

4. 常用工具說明和下載

(1) Redis的Windows版本下載

　　https://github.com/MicrosoftArchive/redis/tags， 目前最新版本【3.2.1】, .zip類型的是手動exe打開部署, .msi是自動部署成windows服務。

PS：Linux下的Redis已經到了5.x版本了

(2) .Net的兩個程序集

　　a. StackExchange.Redis：免費.【推薦】 (目前最新版本：2.0.601)，里面的每類方法基本上都有對應的異步方法

　　b. ServiceStack.Redis：收費（1小時3600次請求限制），但可以破解，后面介紹

(3).可視化客戶端程序：RedisDesktopManager

5. 六大數據結構

(1).String：典型的key-value集合。

(2).Hash：一個key(hashid)對應，多個key-value集合。

(3).Set：一個key對應多個value，且value值不重復，且無序。

(4).SortedSet：一個key對應多個 member-score，member不重復。

(5).List：是一個雙向鏈表，可以左進、左出、右進、右出。

(6).Geo：用來保存興趣點（POI，point of interest）的坐標信息。可以實現計算兩 POI 之間的距離、獲取一個點周邊指定距離的 POI。

 

6.Windows版Redis包含文件介紹

(1). redis-server.exe：Redis的服務程序

(2). redis-cli.exe：連接當前Redis服務的客戶端

(3). redis.conf ： redis相應配置

(4). redis-check-aof.exe：更新日志檢查

(5). dump.rdb：持久化到本地保存的數據庫文件

 

二. 基本使用

 前提：

　　①.管理員身份啟動Redis服務器【redis-server.exe】,打開可視化客戶端RedisDesktopManager進行查看。

　　②.通過Nuget給Utils層安裝程序集【StackExchange.Redis】,將Redis的兩個幫助類RedisHelp和RedisHelp2也放到該類,這里我們使用RedisHelp類。

分享RedisHelp相關類代碼

    /// <summary>
    /// Redis幫助類(寫法1)
    /// </summary>
    public class RedisHelp
    {
        private string _connectionString; //連接字符串
        private int _defaultDB; //默認數據庫
        private readonly ConnectionMultiplexer connectionMultiplexer;

        /// <summary>
        /// 構造函數
        /// </summary>
        /// <param name="connectionString"></param>
        /// <param name="defaultDB">默認使用Redis的0庫</param>
        public RedisHelp(string connectionString, int defaultDB = 0)
        {
            _connectionString = connectionString;
            _defaultDB = defaultDB;
            connectionMultiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect(_connectionString);
        }

        /// <summary>
        /// 獲取數據庫
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IDatabase GetDatabase()
        {
            return connectionMultiplexer.GetDatabase(_defaultDB);
        }

    }

     /// <summary>
    /// Redis幫助類(寫法2)
    /// </summary>
    public class RedisHelp2 : IDisposable
    {
        private string _connectionString; //連接字符串
        private string _instanceName; //實例名稱
        private int _defaultDB; //默認數據庫
        private ConcurrentDictionary<string, ConnectionMultiplexer> _connections;
        public RedisHelp2(string connectionString, string instanceName, int defaultDB = 0)
        {
            _connectionString = connectionString;
            _instanceName = instanceName;
            _defaultDB = defaultDB;
            _connections = new ConcurrentDictionary<string, ConnectionMultiplexer>();
        }

        /// <summary>
        /// 獲取ConnectionMultiplexer
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private ConnectionMultiplexer GetConnect()
        {
            return _connections.GetOrAdd(_instanceName, p => ConnectionMultiplexer.Connect(_connectionString));
        }

        /// <summary>
        /// 獲取數據庫
        /// </summary>
        /// <param name="configName"></param>
        /// <param name="db">默認為0：優先代碼的db配置，其次config中的配置</param>
        /// <returns></returns>
        public IDatabase GetDatabase()
        {
            return GetConnect().GetDatabase(_defaultDB);
        }

        public IServer GetServer(string configName = null, int endPointsIndex = 0)
        {
            var confOption = ConfigurationOptions.Parse(_connectionString);
            return GetConnect().GetServer(confOption.EndPoints[endPointsIndex]);
        }

        public ISubscriber GetSubscriber(string configName = null)
        {
            return GetConnect().GetSubscriber();
        }

        public void Dispose()
        {
            if (_connections != null && _connections.Count > 0)
            {
                foreach (var item in _connections.Values)
                {
                    item.Close();
                }
            }
        }
    }

1.直接通過Redis客戶端操作

　　打開客戶端【redis-cli.exe】, 默認存儲的是0庫，可以通過命令set和get指定進行存儲和查詢，比如：【set fristName Y】和【get firstName】，如果要選擇2庫或3庫，可以通過指令【select 2】和【select 3】來進行。

補充：如果要連接別的服務器端，通過指令【 redis-cli.exe -h 127.0.0.1 -p 6379】

2.DotNet Core控制台操作

　　實例化RedisHelp類,傳入連接字符串和默認數據庫,進行string類型的key-value存儲和查詢.

 (1). 客戶端讀取配置文件，並創建RedisHelp實例。 通過Nuget安裝程序集：【Microsoft.Extensions.Configuration】和【Microsoft.Extensions.Configuration.Json】

{
  "RedisStr": {
    "connectionString": "localhost:6379",
    "defaultDB": 0
  }
}

            //讀取Redis的相關配置
            var configurationBuilder = new ConfigurationBuilder().SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory()).AddJsonFile("appsettings.json", optional: true, reloadOnChange: true);
            var Configuration = configurationBuilder.Build();
            var _connectionString = Configuration["RedisStr:connectionString"]; //連接字符串
            int _defaultDB = Convert.ToInt32(Configuration["RedisStr:defaultDB"]);  //默認數據庫
            RedisHelp redis = new RedisHelp(_connectionString, _defaultDB);
            var db = redis.GetDatabase();

 (2). 進行簡單的插入和查詢操作。

db.StringSet("name", "fk");
Console.WriteLine("插入成功");
string d1 = db.StringGet("name");
Console.WriteLine($"獲取成功,name的值為{d1}");

3.CoreMvc操作

　　在類ConfigureServices中獲取Redis的配置並注冊RedisHelp單例類，然后在對應控制器中進行注入使用即可。將RedisHelp注冊成單例類，然后在對應的控制器中進行注入，使用即可。這里再補充一種讀取配置文件的方式，利用IOptions<T>，詳見下面RedisHelp_Test類的注入。

     /// <summary>
    /// Redis幫助類(寫法1)
    /// </summary>
    public class RedisHelp
    {
        private string _connectionString; //連接字符串
        private int _defaultDB; //默認數據庫
        private readonly ConnectionMultiplexer connectionMultiplexer;

        /// <summary>
        /// 構造函數
        /// </summary>
        /// <param name="connectionString"></param>
        /// <param name="defaultDB">默認使用Redis的0庫</param>
        public RedisHelp(string connectionString, int defaultDB = 0)
        {
            _connectionString = connectionString;
            _defaultDB = defaultDB;
            connectionMultiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect(_connectionString);
        }

        /// <summary>
        /// 獲取數據庫
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IDatabase GetDatabase()
        {
            return connectionMultiplexer.GetDatabase(_defaultDB);
        }

    }

     /// <summary>
    /// 內容同RedisHelp相同，這里是為了測試另外一種配置文件讀取的方式
    /// </summary>
    public class RedisHelp_Test
    {
        private readonly IOptions<RedisSetting> _redisSetting;
        private readonly ConnectionMultiplexer _connectionMultiplexer;

        /// <summary>
        /// 構造函數
        /// </summary>
        /// <param name="connectionString"></param>
        /// <param name="defaultDB">默認使用Redis的0庫</param>
        public RedisHelp_Test(IOptions<RedisSetting> redisSetting)
        {
            this._redisSetting = redisSetting;
            _connectionMultiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect(_redisSetting.Value.connectionString);
        }

        /// <summary>
        /// 獲取數據庫
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IDatabase GetDatabase()
        {
            return _connectionMultiplexer.GetDatabase(_redisSetting.Value.defaultDB);
        }
    }

{
  "RedisStr": {
    "connectionString": "localhost:6379",
    "defaultDB": 0
  }
}

        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            //獲取Redis配置，注入RedisHelp單例對象
            {
                var connectionString = Configuration["RedisStr:connectionString"];
                int defaultDB = Convert.ToInt32(Configuration["RedisStr:defaultDB"]);
                services.AddSingleton(new RedisHelp(connectionString, defaultDB));
            }
            //另外一種讀取Redis配置的方法
            {
                services.AddOptions().Configure<RedisSetting>(Configuration.GetSection("RedisStr"));
                services.AddSingleton<RedisHelp_Test>();
            }
            services.AddControllersWithViews();
        }

 public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IDatabase _redis;
        private readonly IDatabase _redis2;
        public HomeController(RedisHelp redisHelp,RedisHelp_Test redisHelp_Test)
        {
            _redis = redisHelp.GetDatabase();
            _redis2 = redisHelp_Test.GetDatabase();
        }
        public IActionResult Index()
        {
                _redis.StringSet("myName", "ypf");
                var data = _redis.StringGet("myName");
                var data2 = _redis2.StringGet("myName");
                 return View();
        }
    }

 

三. 后續目錄

          第一節: String類型和Hash類型的介紹和案例應用

          第二節: Set類型和SortedSet類型的介紹和案例應用

          第三節: List類型的介紹、生產者消費者模式、發布訂閱模式

          第四節：Geo類型介紹以及Redis批量操作、事務、分布式鎖

          第五節：Redis架構演變歷程和cluster集群模式架構的搭建

          第六節：秒殺業務/超賣問題的幾種解決思路

          第七節：

          第八節：

 

 

 

 

 

 

 

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• 作       者 : Yaopengfei(姚鵬飛)
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