Redis 数据类型实战案例

Redis 作为一款高性能的内存数据库，提供了丰富的数据类型，使其在各种应用场景中都能发挥重要作用。本文将深入探讨 Redis 各种数据类型的实战案例，并结合代码示例进行讲解，帮助读者更好地理解和应用 Redis。

1. 字符串（String）

字符串是 Redis 最基本的数据类型，可以存储任何形式的字符串、整数或浮点数。

案例 1：缓存

利用 Redis 的字符串类型可以方便地实现缓存功能。例如，将用户 frequently accessed 的数据存储在 Redis 中，可以显著提升应用的响应速度。

```python
import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

设置缓存

user_info = {'id': 1, 'name': 'John Doe', 'age': 30}
r.set('user:1', str(user_info))

获取缓存

cached_info = r.get('user:1')
if cached_info:
print(eval(cached_info.decode('utf-8')))

输出: {'id': 1, 'name': 'John Doe', 'age': 30}

```

案例 2：计数器

Redis 的 INCR 和 DECR 命令可以实现高效的计数器功能，例如统计网站访问量、商品库存等。

```python

访问量计数

r.incr('website:visits')

获取访问量

visits = r.get('website:visits')
print(int(visits))
```

案例 3：分布式锁

利用 SETNX 命令可以实现简单的分布式锁，避免多个客户端同时修改共享资源。

```python

获取锁

lock_acquired = r.setnx('lock:resource', 'locked')

if lock_acquired:
# 执行操作
print("Acquired lock, performing operation...")
# 释放锁
r.delete('lock:resource')
else:
print("Failed to acquire lock")
```

2. 列表（List）

列表类型可以存储有序的字符串集合，常用于消息队列、最新列表等场景。

案例 1：消息队列

使用 LPUSH 和 RPOP 可以实现简单的消息队列。

```python

生产者发送消息

r.lpush('message_queue', 'message 1')
r.lpush('message_queue', 'message 2')

消费者接收消息

message = r.rpop('message_queue')
print(message.decode('utf-8')) # 输出: message 2
message = r.rpop('message_queue')
print(message.decode('utf-8')) # 输出: message 1
```

案例 2：最新列表

例如，显示用户最新的 10 条动态。

```python

添加新动态

r.lpush('user:1:activity', 'posted a photo')
r.ltrim('user:1:activity', 0, 9) # 保留最新的 10 条

获取最新动态

activity = r.lrange('user:1:activity', 0, -1)
print(activity)
```

3. 哈希（Hash）

哈希类型存储键值对，适合存储对象信息。

案例：用户信息存储

```python

设置用户信息

r.hset('user:1', 'name', 'John Doe')
r.hset('user:1', 'age', 30)
r.hset('user:1', 'city', 'New York')

获取用户信息

name = r.hget('user:1', 'name')
print(name.decode('utf-8')) # 输出: John Doe

获取所有用户信息

user_info = r.hgetall('user:1')
print(user_info)
```

4. 集合（Set）

集合类型存储无序的唯一字符串，常用于标签、共同好友等场景。

案例：共同好友

```python

用户 A 的好友

r.sadd('user:1:friends', 'user:2', 'user:3', 'user:4')

用户 B 的好友

r.sadd('user:2:friends', 'user:1', 'user:3', 'user:5')

获取共同好友

common_friends = r.sinter('user:1:friends', 'user:2:friends')
print(common_friends) # 输出: {b'user:3', b'user:1'}
```

5. 有序集合（Sorted Set）

有序集合类型类似于集合，但每个成员都关联一个分数，可以根据分数进行排序，常用于排行榜、实时统计等。

案例：排行榜

```python

添加玩家分数

r.zadd('game_leaderboard', {'player1': 100, 'player2': 80, 'player3': 120})

获取排行榜前 2 名

top_players = r.zrevrange('game_leaderboard', 0, 1, withscores=True)
print(top_players) # 输出: [(b'player3', 120.0), (b'player1', 100.0)]

获取玩家排名

rank = r.zrevrank('game_leaderboard', 'player2')
print(rank) # 输出: 1
```

6. Bitmaps 和 HyperLogLogs

Bitmaps 适用于存储用户在线状态、用户签到等场景， HyperLogLogs 则用于基数统计。

案例: 用户签到

```python

用户 1 在第一天签到

r.setbit('user:sign_in', 0, 1)

检查用户 1 是否在第一天签到

signed_in = r.getbit('user:sign_in', 0)
print(signed_in) # 输出: 1
```

案例: 网站每日独立访问量

```python

记录用户访问

r.pfadd('website:unique_visits', 'user1', 'user2', 'user3', 'user1')

获取独立访问量估算值

unique_visits = r.pfcount('website:unique_visits')
print(unique_visits) # 输出: 3
```

7. Streams

Streams 是 Redis 5.0 引入的新数据类型，专门用于消息队列，提供更强大的功能和更高的性能。

案例：日志收集

```python

添加日志消息

message_id = r.xadd('log_stream', {'service': 'api', 'message': 'Request processed'})
print(message_id)

读取日志消息

messages = r.xrange('log_stream', '-', '+', count=10)
print(messages)

```

本文介绍了 Redis 各种数据类型的常见应用场景和代码示例，希望能帮助读者更好地理解和应用 Redis。在实际应用中，需要根据具体的需求选择合适的数据类型，并结合 Redis 的其他功能，才能充分发挥 Redis 的强大性能和灵活性。 选择正确的数据类型对于优化性能和资源利用至关重要。 希望这些示例能够帮助你更好地理解和应用 Redis 在你的项目中。