Redis 實戰 —— 01. Redis 資料結構簡介

滿賦諸機發表於2021-01-20
Redis資料結構

一些資料庫和快取伺服器的特性和功能 P4

名稱 型別 資料儲存選項 查詢型別 附加功能
Redis 使用記憶體儲存（in-memory）的非關聯式資料庫 字串、列表、雜湊表、集合、有序集合 每種資料型別都有自己的專屬命令，另外還有批量操作（bulk operation）和不完全（partial）的事務支援 釋出與訂閱，主從複製（master/slave replication）
memcached 使用記憶體儲存的鍵值快取 鍵值之間的對映 增刪改查以及其他幾個命令 為提升效能而設的多執行緒伺服器
MySQL 關聯式資料庫 每個資料庫可以包含多個表，每個表可以包含多個行；可以處理多個表的試圖（view）；支援空間（spatial）和第三方擴充套件 增刪改查、函式、儲存過程 支援ACID性質（需要使用InnoDB），主從複製和主主複製（master/master replication）
PostgreSQL 關聯式資料庫 每個資料庫可以包含多個表，每個表可以包含多個行；可以處理多個表的試圖；支援空間和第三方擴充套件；支援可定製型別 增刪改查、內建函式、自定義的儲存過程 支援ACID性質，主從複製，由第三方支援的多主複製（multi-master replication）
MongoDB 使用硬碟儲存（on-disk）的非關係文件儲存 每個資料庫可以包含多個表，每個表可以包含多個無schema (schema-less) 的 BSON 文件（Binary JSON，類似json的一種二進位制格式） 增刪改查 支援 map-reduce 操作，主從複製，分片，空間索引（spatial index）

持久化方式 P4

  • RDB(redis database)：以快照的形式將資料持久化到磁碟
  • AOF(append only file)：以日誌的形式記錄每個操作，將Redis執行過的所有指令全部記錄下來（讀操作不記錄），只許追加檔案但不可以修改檔案，Redis啟動時會讀取AOF配置檔案重構資料

Redis 的 5 種結構 P6

結構型別 結構儲存的值 結構的讀寫能力
STRING 可以是字串、整數或者浮點數 對整個字串或者字串的其中一部分執行操作；對整數和浮點數執行自增（increment）或者自減（decrement）
LIST 一個連結串列，連結串列上的每個節點都包含了一個字串 從連結串列的兩端推入或者彈出元素；根據偏移量對連結串列進行修剪（trim）；讀取單個或者多個元素；根據值查詢或者移除元素
HASH 包含鍵值對的無序雜湊表 新增、獲取、移除單個鍵值對；獲取所有鍵值對
SET 包含字串的無序收集器（unordered collection），並且被包含的每個字串都是獨一無二、各不相同的 新增、獲取、移除單個元素；檢查一個元素是否存在於集合中；計算交集、並集、差集；從集合裡面隨機獲取元素
ZSET（有序集合） 字串成員（member）與浮點數分值（score）之間的有序對映，元素的排列順序由分值的大小決定 新增、獲取、移除單個元素；根據分值範圍（range）或者成員來獲取元素
STRING 基礎命令 P8

STRING 儲存鍵值對，值既可以是字串，又可以是數值（數值支援自增和自減）

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/gomodule/redigo/redis"
    "time"
)

func main() {
    // 獲取連線
    conn, err := redis.Dial("tcp", "127.0.0.1:6379")
    if err != nil {
        // 連線失敗，則列印錯誤資訊，並退出
        fmt.Println(err)
        return
    }

    // 如果連線成功，則延遲執行 關閉
    defer conn.Close()

    executeStringCommand(conn)
}

// 執行 STRING 的相關命令
func executeStringCommand(conn redis.Conn) {
    fmt.Println("--------- executeStringCommand start ---------")

    // 設定 鍵為 hello 的值為 world，永久有效
    result, err := conn.Do("SET", "hello", "world")
    handleResult(result, err)

    // 獲取 鍵為 hello 的剩餘時間（TTL -> 秒，PTTL -> 毫秒）
    result, err = redis.Int(conn.Do("TTL", "hello"))
    handleResult(result, err)

    // 獲取 鍵為 hello 的值
    result, err = redis.String(conn.Do("GET", "hello"))
    handleResult(result, err)

    // 設定 鍵為 hello 的值為 world，有效時間為 1000ms（EX -> 秒，PX -> 毫秒；不可同時使用）
    result, err = conn.Do("SET", "hello", "world", "EX", "1")
    handleResult(result, err)

    // 獲取 鍵為 hello 的剩餘時間（TTL -> 秒，PTTL -> 毫秒）
    result, err = redis.Int(conn.Do("PTTL", "hello"))
    handleResult(result, err)

    time.Sleep(time.Second * 2)
    // 獲取 鍵為 hello 的剩餘時間（TTL -> 秒，PTTL -> 毫秒）
    result, err = redis.Int(conn.Do("PTTL", "hello"))
    handleResult(result, err)

    // 設定 鍵為 hello 的值為 world，永久有效（NX -> 鍵不存在時，才進行設定操作；XX -> 鍵已經存在時，才進行設定操作）
    result, err = conn.Do("SET", "hello", "world!", "XX")
    handleResult(result, err)

    // 設定 鍵為 hello 的值為 world，永久有效（NX -> 鍵不存在時，才進行設定操作；XX -> 鍵已經存在時，才進行設定操作）
    result, err = conn.Do("SET", "hello", "world!", "NX")
    handleResult(result, err)

    // 刪除 鍵為 hello 的值（可以用於所有型別）
    result, err = conn.Do("DEL", "hello")
    handleResult(result, err)

    // 獲取 鍵為 hello 的值
    result, err = redis.String(conn.Do("GET", "hello"))
    handleResult(result, err)

    fmt.Println("--------- executeStringCommand end ---------")
}

// 處理操作 redis 的結果
func handleResult(result interface{}, err error) {
    if err != nil {
        fmt.Println("ERROR: ", err)
        return
    }
    fmt.Println(result)
}
LIST 基礎命令 P9
// 執行 LIST 的相關命令
func executeListCommand(conn redis.Conn) {
    fmt.Println("--------- executeListCommand start ---------")

    // 在 list 列表的 右端 插入值
    result, err := conn.Do("RPUSH", "list", "item-1", "item-2")
    handleResult(result, err)

    // 在 list 列表的 左端 插入值
    result, err = conn.Do("LPUSH", "list", "item-3", "item-4")
    handleResult(result, err)

    // 在 list 列表中 以左端為頭獲取 [1, 3] 範圍內的所有值（結束索引為 -1 表示可以取出到列表尾的所有元素；沒有 RRANGE 命令）
    result, err = redis.Strings(conn.Do("LRANGE", "list", "1", "-1"))
    handleResult(result, err)

    // 在 list 列表中 以左端為頭獲取 下標為 0（沒有 RINDEX 命令）
    result, err = redis.String(conn.Do("LINDEX", "list", "0"))
    handleResult(result, err)

    // 在 list 列表的 右端 彈出並一個值
    result, err = redis.String(conn.Do("RPOP", "list"))
    handleResult(result, err)

    // 在 list 列表的 左端 彈出並一個值
    result, err = redis.String(conn.Do("LPOP", "list"))
    handleResult(result, err)

    // 刪除 鍵為 list 的值（可以用於所有型別）
    result, err = conn.Do("DEL", "list")
    handleResult(result, err)

    // 在 list 列表中 以左端為頭獲取所有值
    result, err = redis.Strings(conn.Do("LRANGE", "list", "0", "-1"))
    handleResult(result, err)

    fmt.Println("--------- executeListCommand end ---------")
}
SET 基礎命令 P10
// 執行 SET 的相關命令
func executeSetCommand(conn redis.Conn) {
    fmt.Println("--------- executeSetCommand start ---------")

    // 在 set 集合中 新增值
    result, err := conn.Do("SADD", "set", "item-1", "item-2", "item-2", "item-3", "item-4")
    handleResult(result, err)

    // 從 set 集合中 刪除值
    result, err = conn.Do("SREM", "set", "item-2", "item-3")
    handleResult(result, err)

    // 判斷一個值是否在 set 集合中
    result, err = redis.Bool(conn.Do("SISMEMBER", "set", "item-2"))
    handleResult(result, err)

    // 獲取 set 集合中 的所有值（不推薦使用，大 key 執行慢）
    result, err = redis.Strings(conn.Do("SMEMBERS", "set"))
    handleResult(result, err)

    // 刪除 鍵為 set 的值（可以用於所有型別）
    result, err = conn.Do("DEL", "set")
    handleResult(result, err)

    fmt.Println("--------- executeSetCommand end ---------")
}
HASH 基礎命令 P11

HASH 可以儲存多個鍵值對之間的對映，和 STRING 一樣，儲存的值既可以是字串，又可以是數值（數值支援自增和自減）

// 執行 HASH 的相關命令
func executeHashCommand(conn redis.Conn) {
    fmt.Println("--------- executeHashCommand start ---------")

    // 在 hash 雜湊表中 新增一個鍵值對
    result, err := conn.Do("HSET", "hash", "key-1", "item-1")
    handleResult(result, err)

    // 在 hash 雜湊表中 新增多個鍵值對
    result, err = conn.Do("HMSET", "hash", "key-2", "item-2", "key-3", "item-3", "key-4", "item-4", "key-5", "item-5")
    handleResult(result, err)

    // 從 hash 雜湊表中 獲取鍵 為 key-1 的值
    result, err = redis.String(conn.Do("HGET", "hash", "key-1"))
    handleResult(result, err)

    // 從 hash 雜湊表中 獲取多個鍵值對（返回值的順序和傳入引數的順序一樣）
    result, err = redis.Strings(conn.Do("HMGET", "hash", "key-2", "key-1"))
    handleResult(result, err)

    // 刪除 hash 雜湊表中鍵為 key-1 的值（可以用於所有型別）
    result, err = conn.Do("HDEL", "hash", "key-1")
    handleResult(result, err)

    // 從 hash 雜湊表中 獲取所有鍵值對（不推薦使用，大 key 執行慢）
    result, err = redis.StringMap(conn.Do("HGETALL", "hash"))
    handleResult(result, err)

    // 刪除 鍵為 hash 的值（可以用於所有型別）
    result, err = conn.Do("DEL", "hash")
    handleResult(result, err)

    fmt.Println("--------- executeHashCommand end ---------")
}
ZSET 基礎命令 P12

ZSET 和 HASH 一樣，都用於儲存鍵值對。ZSET 的鍵被稱為成員（member），每個成員都是各不相同的；值被稱為分值（score），分值必須為浮點數。ZSET 是 Redis 裡面唯一一個既可以根據成員訪問元素，又可以根據分值以及分值的排列順序來訪問元素的結構。

// 執行 ZSET 的相關命令
func executeZsetCommand(conn redis.Conn) {
    fmt.Println("--------- executeZsetCommand start ---------")

    // 在 zset 有序集合中 新增值
    result, err := conn.Do("ZADD", "zset", "0", "item-1", "12.34", "item-1", "-12.34", "item-2", "56.78", "item-3", "-56.78", "item-4", "-56.78", "item-5")
    handleResult(result, err)

    // 從 zset 有序集合中 刪除值
    result, err = conn.Do("ZREM", "zset", "item-2", "item-3")
    handleResult(result, err)

    // 獲取 zset 有序集合中 指定範圍的值（結束索引為 -1 表示從開始索引到結束的所有值）
    // 成員的位置按 score 值遞增（從小到大）來排序，相同 score 值的成員按字典序升序來排列
    // WITHSCORES 選項可以讓成員和它的 score 值一併返回，返回列表格式：value1,score1, ..., valueN,scoreN
    result, err = redis.Strings(conn.Do("ZRANGE", "zset", "0", "-1", "WITHSCORES"))
    handleResult(result, err)

    // 獲取 zset 有序集合中 指定範圍的值（結束索引為 -1 表示從開始索引到結束的所有值）
    // 成員的位置按 score 值遞減（從小到大）來排序，相同 score 值的成員按字典序降序來排列
    // WITHSCORES 選項可以讓成員和它的 score 值一併返回，返回列表格式：value1,score1, ..., valueN,scoreN
    result, err = redis.Strings(conn.Do("ZREVRANGE", "zset", "0", "-1", "WITHSCORES"))
    handleResult(result, err)

    // 獲取 zset 有序集合中 score 在指定範圍 min, max 的值（-inf：負無窮，+inf 正無窮；預設為閉區間，數字前加 ( 表示開區間）
    // 成員的位置按 score 值遞增（從小到大）來排序，相同 score 值的成員按字典序升序來排列
    // WITHSCORES 選項可以讓成員和它的 score 值一併返回，返回列表格式：value1,score1, ..., valueN,scoreN
    // LIMIT offset, count 和 SQL 中 limit 一樣，指定返回結果的數量及區間
    result, err = redis.Strings(conn.Do("ZRANGEBYSCORE", "zset", "-inf", "+inf", "WITHSCORES"))
    handleResult(result, err)

    // 獲取 zset 有序集合中 score 在指定範圍 max, min 的值（-inf：負無窮，+inf 正無窮；預設為閉區間，數字前加 ( 表示開區間）
    // 成員的位置按 score 值遞減（從小到大）來排序，相同 score 值的成員按字典序降序來排列
    // WITHSCORES 選項可以讓成員和它的 score 值一併返回，返回列表格式：value1,score1, ..., valueN,scoreN
    // LIMIT offset, count 和 SQL 中 limit 一樣，指定返回結果的數量及區間
    result, err = redis.Strings(conn.Do("ZREVRANGEBYSCORE", "zset", "(12.34", "-inf", "WITHSCORES", "LIMIT", "1", "1"))
    handleResult(result, err)

    // 刪除 鍵為 zset 的值（可以用於所有型別）
    result, err = conn.Do("DEL", "zset")
    handleResult(result, err)

    fmt.Println("--------- executeZsetCommand end ---------")
}

所思所想

  • 慢即是快，不要眼高手低。剛開始看了幾頁就感覺太基礎了，平常都有使用，不想再繼續讀下去。轉念一想，以前只知道部分指令的作用，沒有實踐，這次可以好好操作一下。為了提高自己的興趣，決定用 Golang 來呼叫進行實踐，一舉兩得。

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