redis入门知识第5篇-hash数据类型与基本操作

1. hash类型数据概述

我们先来看这个例子

在上一节我们一起了解了 string 存储类型。但是如果是对象数据的存储具有较频繁的更新需求,操作会显得笨重。例如:user:id:100 -> {"id":100,"name":"春晚","fans":12355,"blogs":99,"focus:83},如果需要更新一个对象中的局部数据,就需要替换掉所有数据,于是有了以下的需求

新的需求:对一系列存储的数据进行编组,方便管理,比如存储一个对象的信息
需要的存储结构:一个存储空间保存多个键值对数据

如下图:
05-01.png

为了解决这个问题,我们引入新的数据类型:hash。同时 hash 存储结构也做了以下优化

  • 如果 field 数量较小,存储结构优化为类数组结构
  • 如果 field 数量较多,存储结构使用 HashMap 结构

本文是该系列文章的第五篇,你可以通过下列链接阅读往期的篇章:

01-redis入门知识第1篇-redis简介

02-redis入门知识第2篇-redis的安装与测试

03-redis入门知识第3篇-redis的基本操作与数据类型

04-redis入门知识第4篇-redis中的string数据类型与基本的数据存取操作

2. hash 类型数据的基本操作

  • 修改/添加数据
hset key field value
  • 查询单个字段/查询所有字段
# 查询单个字段数据
hget key field
# 查询所有数据
hgetall key
  • 删除操作
hdel key field1 [field2]
  • 修改/添加多个数据
hmset key field1 value1 field2 value2
  • 返回 hash 表中,一个或多个给定字段的值
hmget key field1 field2
  • 获取 hash 表中字段的数量
hlen key
  • 获取 hash 表中是否存在指定的字段
hexists key field

3. hash 类型数据的扩展操作

  • 获取 hash 表中所有字段名或字段值
hkey key
hvals key
  • 设置指定字符段的数值数据增加指定范围的值
hincrby key field increment
hincrbyfloat key field increment

hash 类型数据操作注意事项

  • hash 类型下的 value 只能存储字符串,不允许存储其他数据类型,不存在嵌套对象。如果数据未获取到,对应的结果为(nil);
  • 每个 hash 可以存储 2 的 32 次方减 1 个键值对;
  • hash 类型十分贴近对象的数据存储形式,并且可以灵活添加删除对象属性,但 hash 设计初衷不是为了存储大量对象而设计,切记不可滥用,更不可以将 hash 作为对象列表使用;
  • hgetall 操作可以获取全部属性,如果内部 field 过多,遍历整个数据效率会很低,有可能成为数据访问瓶颈。

4. hash的应用案例

4.1. 用hash实现购物车

概述

在这里我们不讨论购物车与数据库间的持久化同步,也不讨论购物车与订单之间的关系,同时忽略未登录用户购物车信息存储。我们仅仅是用 redis 的存储模型来 对购物车 的条目进行 添加、浏览、更改数量、删除、清空

实现方案

  • 以客户 id 作为 key,每位用户创建一个 hash 存储结构对应购物车信息
  • 将商品编号作为 field,购买数量作为 value 进行存储
  • 添加商品:追加全新的 field 于 value
  • 浏览商品:遍历 hash
  • 更改数量:自增/自减,设置 value 值
  • 删除商品:删除 field
  • 清空:删除 key

示例代码如下:

# 001 用户购买 ID为101商品 100件,ID为102的商品 200件
hmset 001 101 100 102 200
# 002 用户购买 ID为102商品 1件,ID为104的商品 7件
hmset 002 102 1 104 7

商品信息加速

当前仅仅是将数量存储到 redis 中,并没有起到加速作用,因为商品信息还需要查询数据库。可以使用以下方案解决:

每条购物车中的商品信息记录保存为两个 field

  • field1 专门用于保存数量

命名格式:商品 id:nums
保存数据:数值

  • field2 专门用于保存购物车中显示的商品信息,包含文字描述,图片地址,所属商家信息等

命名格式:商品 id:info
保存数据:json

示例代码如下:

# 001 用户 购买 ID为101的商品 2件,商品的信息为:{"name":"good name"} 
hmset 001 101:num 2  101:info "{\"name\":\"goods name\"}"
# 002 用户 购买 ID为101的商品 1件,商品的信息为:{"name":"good name"} 
hmset 002 101:num 1  101:info "{\"name\":\"goods name\"}"

在上面的101:info 对应的值中,字符串包含了空格,所以用双引号引用起来,达到转义的目的。

商品信息独立保存

由于 field2 可能在多条商品记录中存在,固 field2 里的数据可保存到独立的 hash。此时,如果每添加一条购物车记录,就保存一次 hash 数据,显然是不合理的,可以通过hsetnx操作来保存数据,如果数据存在,则不执行保存操作。

命令格式如下

hsetnx key field value

代码示例如下

# 将id为101 的商品独立存起来
hsetnx info 101 "{\"name\":\"goods name\"}"

4.1. 用hash实现抢购

案例:双 11 活动日,销售手机充值卡的商家对移动、联通、电信的 30 元、50 元、100 元商品推出抢购活动,每种商品的抢购上限为 100。

解决方案

  • 以商家 id 作为 key
  • 将参与抢购的商品作为 field
  • 将参与抢购的商品数量作为对应的 value
  • 抢购时使用降值的方式控制产品数量
  • 实际业务中还有超卖等实际问题,这里不做讨论

实现过程

商品初始信息

# p01商家下,c30充值券1000张,c50充值券1000张,c100充值券1000张
hmset p01 c30 1000 c50 1000 c100 1000

当 c30 售出1件时,值减 1; 当 c100 售出 20 件时,值减 20,如下代码

# p01商家,商品c30售出1件
hincrby p01 c30 -1
# p01商家,商品c100售出20件
hincrby p01 c100 -20

5. string 存对象对比 hash 存对象

  • string 存储 json 字符串:读取方便,在更新的时候会整体进行更新
  • hash 存对象具体的字段:更新灵活

引入 hash 数据类型之后,我们就解决了 string 存储对象,更新对象时需要整体更新的问题。

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