redis 五種數據類型的使用場景

String

1、String
常用命令：
除了get、set、incr、decr mget等操作外，Redis還提供了下面一些操作：
獲取字符串長度
往字符串append內容
設置和獲取字符串的某一段內容
設置及獲取字符串的某一位（bit）
批量設置一系列字符串的內容

應用場景：
String是最常用的一種數據類型，普通的key/value存儲都可以歸爲此類，value其實不僅是String，
也可以是數字：比如想知道什麼時候封鎖一個IP地址(訪問超過幾次)。INCRBY命令讓這些變得很容易，通過原子遞增保持計數。

實現方式：
m,decr等操作時會轉成數值型進行計算，此時redisObject的encoding字段爲int。

Hash

常用命令：
hget,hset,hgetall 等。
應用場景：
我們簡單舉個實例來描述下Hash的應用場景，比如我們要存儲一個用戶信息對象數據，包含以下信息：
           用戶ID，爲查找的key，
           存儲的value用戶對象包含姓名name，年齡age，生日birthday 等信息，
   如果用普通的key/value結構來存儲，主要有以下2種存儲方式：
       第一種方式將用戶ID作爲查找key,把其他信息封裝成一個對象以序列化的方式存儲，
           如：set u001 "李三,18,20010101"
           這種方式的缺點是，增加了序列化/反序列化的開銷，並且在需要修改其中一項信息時，需要把整個對象取回，並且修改操作需要對併發進行保護，引入CAS等複雜問題。
       第二種方法是這個用戶信息對象有多少成員就存成多少個key-value對兒，用用戶ID+對應屬性的名稱作爲唯一標識來取得對應屬性的值，
           如：mset user:001:name "李三 "user:001:age18 user:001:birthday "20010101"
           雖然省去了序列化開銷和併發問題，但是用戶ID爲重複存儲，如果存在大量這樣的數據，內存浪費還是非常可觀的。
    那麼Redis提供的Hash很好的解決了這個問題，Redis的Hash實際是內部存儲的Value爲一個HashMap，
    並提供了直接存取這個Map成員的接口，
        如：hmset user:001 name "李三" age 18 birthday "20010101"
            也就是說，Key仍然是用戶ID,value是一個Map，這個Map的key是成員的屬性名，value是屬性值，
            這樣對數據的修改和存取都可以直接通過其內部Map的Key(Redis裏稱內部Map的key爲field), 也就是通過
            key(用戶ID) + field(屬性標籤) 操作對應屬性數據了，既不需要重複存儲數據，也不會帶來序列化和併發修改控制的問題。很好的解決了問題。

          這裏同時需要注意，Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數據,但是如果內部Map的成員很多，那麼涉及到遍歷整個內部Map的操作，由於Redis單線程模型的緣故，這個遍歷操作可能會比較耗時，而另其它客戶端的請求完全不響應，這點需要格外注意。
  實現方式：
    上面已經說到Redis Hash對應Value內部實際就是一個HashMap，實際這裏會有2種不同實現，這個Hash的成員比較少時Redis爲了節省內存會採用類似一維數組的方式來緊湊存儲，而不會採用真正的HashMap結構，對應的value redisObject的encoding爲zipmap,當成員數量增大時會自動轉成真正的HashMap,此時encoding爲ht。

List

常用命令：
    lpush,rpush,lpop,rpop,lrange,BLPOP(阻塞版)等。

應用場景：
    Redis list的應用場景非常多，也是Redis最重要的數據結構之一。
    我們可以輕鬆地實現最新消息排行等功能。
    Lists的另一個應用就是消息隊列，可以利用Lists的PUSH操作，將任務存在Lists中，然後工作線程再用POP操作將任務取出進行執行。

實現方式：
    Redis list的實現爲一個雙向鏈表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的內存開銷，Redis內部的很多實現，包括髮送緩衝隊列等也都是用的這個數據結構。

RPOPLPUSH source destination

    命令 RPOPLPUSH 在一個原子時間內，執行以下兩個動作：
    將列表 source 中的最後一個元素(尾元素)彈出，並返回給客戶端。
    將 source 彈出的元素插入到列表 destination ，作爲 destination 列表的的頭元素。
    如果 source 和 destination 相同，則列表中的表尾元素被移動到表頭，並返回該元素，可以把這種特殊情況視作列表的旋轉(rotation)操作。
    一個典型的例子就是服務器的監控程序：它們需要在儘可能短的時間內，並行地檢查一組網站，確保它們的可訪問性。
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.10"
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.11"
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.12"
    redis.lpush "downstream_ips", "192.168.0.13"
    Then:
    next_ip = redis.rpoplpush "downstream_ips", "downstream_ips"

BLPOP

  假設現在有 job 、 command 和 request 三個列表，其中 job 不存在， command 和 request 都持有非空列表。考慮以下命令：
  BLPOP job command request 30  #阻塞30秒，0的話就是無限期阻塞,job列表爲空,被跳過,緊接着command 列表的第一個元素被彈出。
  1) "command"                             # 彈出元素所屬的列表
  2) "update system..."                    # 彈出元素所屬的值
  爲什麼要阻塞版本的pop呢，主要是爲了避免輪詢。舉個簡單的例子如果我們用list來實現一個工作隊列。執行任務的thread可以調用阻塞版本的pop去獲取任務這樣就可以避免輪詢去檢查是否有任務存在。當任務來時候工作線程可以立即返回，也可以避免輪詢帶來的延遲。

Set

4、Set

常用命令：
    sadd,srem,spop,sdiff ,smembers,sunion 等。

應用場景：
    Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在於set是可以自動排重的，當你需要存儲一個列表數據，又不希望出現重複數據時，set是一個很好的選擇，並且set提供了判斷某個成員是否在一個set集合內的重要接口，這個也是list所不能提供的。
    比如在微博應用中，每個人的好友存在一個集合（set）中，這樣求兩個人的共同好友的操作，可能就只需要用求交集命令即可。
    Redis還爲集合提供了求交集、並集、差集等操作，可以非常方便的實

實現方式：
    set 的內部實現是一個 value永遠爲null的HashMap，實際就是通過計算hash的方式來快速排重的，這也是set能提供判斷一個成員是否在集合內的原因。

Sort Set

5、Sorted set

  常用命令：
    zadd,zrange,zrem,zcard等

  使用場景：
    以某個條件爲權重，比如按頂的次數排序.
    ZREVRANGE命令可以用來按照得分來獲取前100名的用戶，ZRANK可以用來獲取用戶排名，非常直接而且操作容易。
    Redis sorted set的使用場景與set類似，區別是set不是自動有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個優先級(score)的參數來爲成員排序，並且是插入有序的，即自動排序。
    比如:twitter 的public timeline可以以發表時間作爲score來存儲，這樣獲取時就是自動按時間排好序的。
    比如:全班同學成績的SortedSets，value可以是同學的學號，而score就可以是其考試得分，這樣數據插入集合的，就已經進行了天然的排序。
    另外還可以用Sorted Sets來做帶權重的隊列，比如普通消息的score爲1，重要消息的score爲2，然後工作線程可以選擇按score的倒序來獲取工作任務。讓重要的任務優先執行。

    需要精準設定過期時間的應用
    比如你可以把上面說到的sorted set的score值設置成過期時間的時間戳，那麼就可以簡單地通過過期時間排序，定時清除過期數據了，不僅是清除Redis中的過期數據，你完全可以把Redis裏這個過期時間當成是對數據庫中數據的索引，用Redis來找出哪些數據需要過期刪除，然後再精準地從數據庫中刪除相應的記錄。


  實現方式：
    Redis sorted set的內部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數據的存儲和有序，HashMap裏放的是成員到score的映射，而跳躍表裏存放的是所有的成員，排序依據是HashMap裏存的score,使用跳躍表的結構可以獲得比較高的查找效率，並且在實現上比較簡單。

消息訂閱

   6、 Pub/Sub

    Pub/Sub 從字面上理解就是發佈（Publish）與訂閱（Subscribe），在Redis中，你可以設定對某一個key值進行消息發佈及消息訂閱，
    當一個key值上進行了消息發佈後，所有訂閱它的客戶端都會收到相應的消息。這一功能最明顯的用法就是用作實時消息系統，比如普通的即時聊天，羣聊等功能。

客戶端1：subscribe  rain
客戶端2：PUBLISH  rain "my love!!!"
    (integer) 2 代表有幾個客戶端訂閱了這個消息

transaction

  7、Transactions

    誰說NoSQL都不支持事務，雖然Redis的Transactions提供的並不是嚴格的ACID的事務（比如一串用EXEC提交執行的命令，在執行中服務器宕機，那麼會有一部分命令執行了，剩下的沒執行），但是這個Transactions還是提供了基本的命令打包執行的功能（在服務器不出問題的情況下，可以保證一連串的命令是順序在一起執行的，中間有會有其它客戶端命令插進來執行）。
    Redis還提供了一個Watch功能，你可以對一個key進行Watch，然後再執行Transactions，在這過程中，如果這個Watched的值進行了修改，那麼這個Transactions會發現並拒絕執行。
Session 1
    (1)第1步
    redis 127.0.0.1:6379> get age
    "10"
    redis 127.0.0.1:6379> watch age
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> multi
    OK
    redis 127.0.0.1:6379>

Session 2
    (2)第2步
    redis 127.0.0.1:6379> set age 30
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> get age
    "30"
    redis 127.0.0.1:6379>

Session 1
    (3)第3步
    redis 127.0.0.1:6379> set age 20
    QUEUED
    redis 127.0.0.1:6379> exec
    (nil)
    redis 127.0.0.1:6379> get age
    "30"
    redis 127.0.0.1:6379>

    第一步，Session 1 還沒有來得及對age的值進行修改
　　第二步，Session 2 已經將age的值設爲30
　　第三步，Session 1 希望將age的值設爲20，但結果一執行返回是nil，說明執行失敗，之後我們再取一下age的值是30，這是由於Session   1中對age加了樂觀鎖導致的。