第一節: Redis之String類型和Hash類型的介紹和案例應用

一. String類型基礎

1.類型介紹

　　典型的Key-Value集合，如果要存實體，需要序列化成字符串，獲取的時候需要反序列化一下。

2. 指令Api說明

3.常用Api說明

(1).StringSet：寫入數據,如果數據已經存在,則覆蓋;可以一次性存入1個key-value,也可以一次性存入多個Key-value集合，並且可以設置其過期時間。

(2).StringGet：讀取數據,可以一次性讀取一個key的value，也可以一次性讀取多個key對應的value的集合。

(3).StringAppend：在原有值的基礎上進行拼接追加.

(4).StringLength：獲取值的長度

(5).StringIncrement：數值自增n,返回自增后的值

(6).StringDecrement：數值自減n,返回自減后的值

3.通用Api操作

(1).Execute("FLUSHDB")：刪除所有數據，類似SqlServer的truncate

(2).KeyDelete：根據key刪除數據，可以刪除單個key，也可以刪除多個key

(3).KeyExists：判斷key是否存在，也可以單個key或者多個key

(4).KeyRename：重命名key

(5).KeyExpire：設置對應key的的過期時間

常用string類型Api代碼：

            //1. 最簡單的key-value的添加,如果該key已存在,則執行的是附加操作
            //可以設置過期時間哦
            bool a1 = db.StringSet("101", "keen");

            //2. 根據key獲取值
            string data1 = db.StringGet("101");

            //3. 在原有的value上進行追加
            //在原有值的基礎上追加，返回值是最終字符串的長度,如果沒有這個key,則當做一個新的key進行添加
            long data2 = db.StringAppend("101", "Marren");

            //4. 獲取值的長度
            long data3 = db.StringLength("101");

            //5. 數值自增/減，返回自增、自減后的值
            db.StringSet("102", 10);
            //自增2，可以自增負值
            var data4 = db.StringIncrement("102", 2);
            //自減5
            var data5 = db.StringDecrement("102", 5);

            //6. 插入實體和讀取實體 (需要序列化和反序列化)
            //由於序列化的原因，肯定不如存到Hash里速度快
            UserInfor userInfor = new UserInfor()
            {
                userName = "ypf",
                userPwd = "123456",
                userAge = 15
            };
            db.StringSet("userInfor_101", JsonConvert.SerializeObject(userInfor));
            UserInfor data6 = JsonConvert.DeserializeObject<UserInfor>(db.StringGet("userInfor_101"));

            //7. 一次性添加多個key-value集合
            Dictionary<string, string> dic = new Dictionary<string, string>();
            dic.Add("103", Guid.NewGuid().ToString("N"));
            dic.Add("104", Guid.NewGuid().ToString("N"));
            dic.Add("105", Guid.NewGuid().ToString("N"));
            dic.Add("106", Guid.NewGuid().ToString("N"));
            dic.Add("107", Guid.NewGuid().ToString("N"));
            dic.Add("108", Guid.NewGuid().ToString("N"));
            var keyValues = dic.Select(p => new KeyValuePair<RedisKey, RedisValue>(p.Key, p.Value)).ToArray();
            bool data7 = db.StringSet(keyValues);

            //8.獲取多個key的 value值集合
            string[] keys = { "101", "102", "103" };
            RedisKey[] redisKeys = keys.Select(u => (RedisKey)u).ToArray();
            //此處如果是別的復雜類型要借助JsonConvert進行轉換
            List<string> data8 = db.StringGet(redisKeys).Select(u => u.ToString()).ToList();

通用Api代碼： 

            //1. 刪除所有數據
            db.Execute("FLUSHDB");

            //2. 刪除單個key
            bool d1 = db.KeyDelete("101");  //刪除成功，返回true
            bool d2 = db.KeyDelete("ffff"); //刪除不存在的數據，返回false

            //3. 刪除多個key
            string[] arry = { "102", "103", "104" };
            RedisKey[] keys = arry.Select(u => (RedisKey)u).ToArray();
            long d3 = db.KeyDelete(keys);     //返回的是刪除成功的個數  

            //4. 判斷key是否存在(不推薦使用，會有並發問題)
            bool d4 = db.KeyExists("102");
            bool d5 = db.KeyExists("105");

            //5. 重命名key
            bool d6 = db.KeyRename("108", "10086");

            //6. 設置key的過期時間(1分鍾后自動銷毀)
            bool d7 = db.KeyExpire("107", DateTime.Now.AddMinutes(1));

 

二. String類型案例

1. 普通的Key-Value緩存

　　string類型最簡單的一個應用就是Key-value緩存,value可以是簡單string、int，也可以是序列化后的實體,可以替代Session進行存儲，和其它緩存一樣，也可以設置緩存的過期時間（常用的鍵設計：表名_id  ，如： UserInfor_001 ）

2. 秒殺-超賣問題

(1).背景

　　某商家拿出來100件iphone11在某天的0點以超低價開賣,勢必有很多人等着購買. 簡單分析一下業務邏輯：判斷庫存,庫存>0,繼續往后執行下單邏輯（比如：插入訂單表、發貨地址表記錄等等)； 否則提示顧客“商品已經被搶光”.

　　看到這個需求,可能新手會直接操控關系型數據庫，並沒有采取一下措施，這樣就會導致同一時間進來的顧客判斷庫存都>0, 購買成功的人數就>100了，也就是出現了超賣現象，對於商家而言， 我太難了！！

常用的解決方案：

A. 下單頁面加Lock鎖,會造成大量的客戶等待卡死等現象. （注：只能鎖住單進程，如果是分布式，多個IIS，需要引進分布式鎖）

B. 利用樂觀鎖, 會造成一種現象即使該用戶是前100個進來的也沒有買到，不合理，不適用

C. 把下單的用戶加到隊列中，然后開啟另外一個線程從隊列中讀取進行下單，下單業務執行完，再出隊，下單成功/失敗 利用實時通訊技術通知客戶端 或者 客戶端主動刷新頁面進行查看結果.

（此處需要區分是出隊后，接着出隊，還是出隊后執行完下單業務才能出下一個對呢， 還要注意如果秒殺服務是個集群，無法保證原隊列的順序，且同樣存在超買超賣問題）

(2).利用Redis單線程的原理解決 

　　事先將該商品的庫存初始化到Redis中,然后利用StringDecrement自減1同時返回自減后的值，如果值>=0,表示有庫存然后執行后面的下單邏輯,這里利用Redis很大程度的給關系型數據庫減壓了（不用查詢sqlserver 判斷庫存了）， 庫存不足,直接返回庫存不足。

（單體Redis好用，集群Redis不適用，如果用集群的話，可以考慮用lua腳本把查庫存和減庫存寫到一起，這樣就可以用於集群了）

代碼分享：

 public static void CaseDemo1(IDatabase db)
        {
            //刪除所有數據
            db.Execute("FLUSHDB");
            //事先初始化庫存
            db.StringSet("order_Num", 10);

            List<Task> taskList = new List<Task>();
            for (int i = 0; i < 50; i++)   //模擬多個用戶並發
            {
                var task = Task.Run(() =>
                 {
                     try
                     {
                        //先自減,獲取自減后的值
                        int order_Num = (int)db.StringDecrement("order_Num", 1);
                         if (order_Num >= 0)
                         {
                             //下面執行訂單邏輯(這里不考慮業務出錯的情況)
                             Task.Delay(2000);
                             Console.WriteLine("下單成功了");
                         }
                         else
                         {
                             Console.WriteLine("商品已經被搶光了");
                         }

                     }
                     catch (Exception ex)
                     {
                         Console.WriteLine(ex.Message);
                         throw;
                     }
                 });
                taskList.Add(task);
            }
            Task.WaitAll(taskList.ToArray());
        }

PS：關於秒殺問題，詳見后面單獨的章節：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第六節：秒殺業務/超買超賣的幾種解決思路

3. 點擊量、點贊量、訪問量

(1). 背景

　　要統計一個網站的訪問次數,一個ip一天只能點擊一次。

(2). 解決方案

　　先判斷是否存在該ip，如果不存在，以ip為key，value隨意，存儲到string類型中，同時利用StringIncrement對訪問次數自增1。

        /// <summary>
        /// 訪問量案例
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IActionResult Index()
        {
            //獲取Ip,這里利用個隨機數模擬ip效果
            var ip = Guid.NewGuid().ToString("N");
            if (!_redis.KeyExists(ip))
            {
                //把該ip存進去，並且設置有效期為1天
                _redis.StringSet(ip, "隨意值", TimeSpan.FromDays(1));
                //同時訪問次數自增1
                _redis.StringIncrement("fw_count", 1);
            }
            ViewBag.FwCount = _redis.StringGet("fw_count");
            return View();
        }

總結： 

　　String除了key-value當緩存外，主要是利用其原子性，圍繞自增自減並返回當前值（計數器作用）來使用，比如：單個網站的點擊量（訪問量、收藏量），單個商品的秒殺等等。如果是某個類別下多個物品的計數，同時要獲取物品的計數排名，則利用SortedSet來實現，比如：某個班級每個小孩的投票數並排序、某個欄目下每篇文章的閱讀數並排序 等等。

 PS：String和SortedSet具有計數器功能，String是針對單個，Sorted是針對某個類別下的多個或每一個，並且實現排序功能。 Hash類型也能實現某個類別下多個物品的計數，但它不具有排序功能。

 

三. Hash類型基礎

1.類型說明

　　一個key，對應一個Key-Value集合, hashid -{key:value;key:value;key:value;}, 相當於value又是一個“鍵值對集合” 或者值是另外一個 Dictionary。

2. 常用指令Api

3.常用Api說明

(1).HashSet：存儲單個 hashid-key-value

(2).HashGet：單個value的獲取; 獲取1個hashid對應的所有key集合; 獲取1個hashid對應所有的key和value集合.

(3).HashDelete：刪除1個hashid-key; 刪除1個hashid-多個key

(4).HashIncrement：自增，返回自增后的值

(5).HashDecrement：自減，返回自減后的值

(6).HashExists：判斷 hashid-key 是否存在,返回true和value

 代碼分享：

            //1.添加
            db.HashSet("UserInfor_001", "name", "ypf");
            db.HashSet("UserInfor_001", "age", "27");
            db.HashSet("UserInfor_001", "sex1", "男1");
            db.HashSet("UserInfor_001", "sex2", "男2");
            db.HashSet("UserInfor_001", "sex3", "男3");
            db.HashSet("UserInfor_001", "sex4", "男4");
            db.HashSet("UserInfor_001", "name", "Marren");  //會覆蓋上面的值
            //沒找到一下把實體添加進去的方法
            UserInfor userInfor = new UserInfor()
            {
                userName = "ypf",
                userPwd = "123456",
                userAge = 15
            };

            //2.獲取
            //2.1 單個value的獲取
            string age = db.HashGet("UserInfor_001", "age");
            string name = db.HashGet("UserInfor_001", "name");
            //2.2 獲取1個hashid對應所有的key的集合(前提必須是同數據類型的)
            List<string> keyList = db.HashKeys("UserInfor_001").Select(u => (string)u).ToList();
            //2.3 獲取hashid對應的所有key和value,必須保證該hashid對應的所有數據類型一致
            Dictionary<string, string> dic = new Dictionary<string, string>();
            foreach (var item in db.HashGetAll("UserInfor_001"))
            {
                dic.Add(item.Name, item.Value);
            }
            //沒法一下獲取一個實體

            //3. 刪除
            //單個key
            bool d1 = db.HashDelete("UserInfor_001", "name");
            //多個key
            string[] dataKeyArry = { "sex1", "sex2", "sex3" };
            RedisValue[] redisValueArry = dataKeyArry.Select(u => (RedisValue)u).ToArray();
            long deleteNum = db.HashDelete("UserInfor_001", redisValueArry);

            //4. 自增，自減, 返回自增或自減后的值
            db.HashSet("UserInfor_002", "age", 20);
            long d2 = db.HashIncrement("UserInfor_002", "age", 2); //自增2，返回值為22
            long d3 = db.HashDecrement("UserInfor_002", "age", 3); //自減3，返回值為19

            //5. 判斷數據是否存在
            bool d4 = db.HashExists("UserInfor_002", "age");
            bool d5 = db.HashExists("UserInfor_002", "age2");

 4. 優缺點

 

四. Hash類型案例

　　Hash類型用於存儲某個類別下多個物品的存儲，也可以實現物品的計數器功能，但是和SortedSet相比，它不具有排序功能。

1. 購物車

 分析：

　　以用戶id作為hashid，商品id作為key，商品數量作為value，利用自增和自減功能來實現增加商品數量和減少商品數量功能。也可以刪除商品，獲取商品總數，獲取購物車中所有商品。

2. 存儲群聊消息。

　　存儲群聊消息，比如：群名為hashid, 用戶id當做key，內容作為value。 這樣存儲可以，但是取數據的時候必須一下全部取出來，不能根據時間取前n條。

 

 

 

 

 

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• 作       者 : Yaopengfei(姚鵬飛)
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