Redis入門 - 數(shù)據(jù)類型：3種特殊類型詳解

Redis除了上文中5種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，還有三種特殊的數(shù)據(jù)類型，分別是 HyperLogLogs（基數(shù)統(tǒng)計(jì)）， Bitmaps (位圖) 和 geospatial （地理位置）。@pdai

HyperLogLogs（基數(shù)統(tǒng)計(jì)）

Redis 2.8.9 版本更新了 Hyperloglog 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)！

  • 什么是基數(shù)？

舉個(gè)例子，A = {1, 2, 3, 4, 5}， B = {3, 5, 6, 7, 9}；那么基數(shù)（不重復(fù)的元素）= 1, 2, 4, 6, 7, 9； （允許容錯(cuò)，即可以接受一定誤差）

  • HyperLogLogs 基數(shù)統(tǒng)計(jì)用來(lái)解決什么問(wèn)題？

這個(gè)結(jié)構(gòu)可以非常省內(nèi)存的去統(tǒng)計(jì)各種計(jì)數(shù)，比如注冊(cè) IP 數(shù)、每日訪問(wèn) IP 數(shù)、頁(yè)面實(shí)時(shí)UV、在線用戶數(shù)，共同好友數(shù)等。

  • 它的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪？

一個(gè)大型的網(wǎng)站，每天 IP 比如有 100 萬(wàn)，粗算一個(gè) IP 消耗 15 字節(jié)，那么 100 萬(wàn)個(gè) IP 就是 15M。而 HyperLogLog 在 Redis 中每個(gè)鍵占用的內(nèi)容都是 12K，理論存儲(chǔ)近似接近 2^64 個(gè)值，不管存儲(chǔ)的內(nèi)容是什么，它一個(gè)基于基數(shù)估算的算法，只能比較準(zhǔn)確的估算出基數(shù)，可以使用少量固定的內(nèi)存去存儲(chǔ)并識(shí)別集合中的唯一元素。而且這個(gè)估算的基數(shù)并不一定準(zhǔn)確，是一個(gè)帶有 0.81% 標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤的近似值（對(duì)于可以接受一定容錯(cuò)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，比如IP數(shù)統(tǒng)計(jì)，UV等，是可以忽略不計(jì)的）。

  • 相關(guān)命令使用
127.0.0.1:6379> pfadd key1 a b c d e f g h i    # 創(chuàng)建第一組元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount key1                    # 統(tǒng)計(jì)元素的基數(shù)數(shù)量
(integer) 9
127.0.0.1:6379> pfadd key2 c j k l m e g a      # 創(chuàng)建第二組元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount key2
(integer) 8
127.0.0.1:6379> pfmerge key3 key1 key2          # 合并兩組：key1 key2 -> key3 并集
OK
127.0.0.1:6379> pfcount key3
(integer) 13

Bitmap （位存儲(chǔ)）

Bitmap 即位圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都是操作二進(jìn)制位來(lái)進(jìn)行記錄，只有0 和 1 兩個(gè)狀態(tài)。

  • 用來(lái)解決什么問(wèn)題？

比如：統(tǒng)計(jì)用戶信息，活躍，不活躍！ 登錄，未登錄！ 打卡，不打卡！ 兩個(gè)狀態(tài)的，都可以使用 Bitmaps！

如果存儲(chǔ)一年的打卡狀態(tài)需要多少內(nèi)存呢？ 365 天 = 365 bit 1字節(jié) = 8bit 46 個(gè)字節(jié)左右！

  • 相關(guān)命令使用

使用bitmap 來(lái)記錄 周一到周日的打卡！ 周一：1 周二：0 周三：0 周四：1 ......

127.0.0.1:6379> setbit sign 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 2 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 4 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 5 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 6 1
(integer) 0

查看某一天是否有打卡！

127.0.0.1:6379> getbit sign 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit sign 5
(integer) 0

統(tǒng)計(jì)操作，統(tǒng)計(jì) 打卡的天數(shù)！

127.0.0.1:6379> bitcount sign # 統(tǒng)計(jì)這周的打卡記錄，就可以看到是否有全勤！
(integer) 3

geospatial (地理位置)

Redis 的 Geo 在 Redis 3.2 版本就推出了! 這個(gè)功能可以推算地理位置的信息: 兩地之間的距離, 方圓幾里的人

geoadd

添加地理位置

127.0.0.1:6379> geoadd china:city 118.76 32.04 manjing 112.55 37.86 taiyuan 123.43 41.80 shenyang
(integer) 3
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 144.05 22.52 shengzhen 120.16 30.24 hangzhou 108.96 34.26 xian
(integer) 3

規(guī)則

兩級(jí)無(wú)法直接添加，我們一般會(huì)下載城市數(shù)據(jù)(這個(gè)網(wǎng)址可以查詢 GEO： http://www.jsons.cn/lngcode)！

  • 有效的經(jīng)度從-180度到180度。
  • 有效的緯度從-85.05112878度到85.05112878度。
# 當(dāng)坐標(biāo)位置超出上述指定范圍時(shí)，該命令將會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤。
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 39.90 116.40 beijin
(error) ERR invalid longitude,latitude pair 39.900000,116.400000

geopos

獲取指定的成員的經(jīng)度和緯度

127.0.0.1:6379> geopos china:city taiyuan manjing
1) 1) "112.54999905824661255"
   1) "37.86000073876942196"
2) 1) "118.75999957323074341"
   1) "32.03999960287850968"

獲得當(dāng)前定位, 一定是一個(gè)坐標(biāo)值!

geodist

如果不存在, 返回空

單位如下

  • m
  • km
  • mi 英里
  • ft 英尺
127.0.0.1:6379> geodist china:city taiyuan shenyang m
"1026439.1070"
127.0.0.1:6379> geodist china:city taiyuan shenyang km
"1026.4391"

georadius

附近的人 ==> 獲得所有附近的人的地址, 定位, 通過(guò)半徑來(lái)查詢

獲得指定數(shù)量的人

127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km         以 100,30 這個(gè)坐標(biāo)為中心, 尋找半徑為1000km的城市
1) "xian"
2) "hangzhou"
3) "manjing"
4) "taiyuan"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km
1) "xian"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km withdist
1) 1) "xian"
   2) "483.8340"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km withcoord withdist count 2
1) 1) "xian"
   2) "483.8340"
   3) 1) "108.96000176668167114"
      2) "34.25999964418929977"
2) 1) "manjing"
   2) "864.9816"
   3) 1) "118.75999957323074341"
      2) "32.03999960287850968"

參數(shù) key 經(jīng)度 緯度 半徑 單位 [顯示結(jié)果的經(jīng)度和緯度] [顯示結(jié)果的距離] [顯示的結(jié)果的數(shù)量]

georadiusbymember

顯示與指定成員一定半徑范圍內(nèi)的其他成員

127.0.0.1:6379> georadiusbymember china:city taiyuan 1000 km
1) "manjing"
2) "taiyuan"
3) "xian"
127.0.0.1:6379> georadiusbymember china:city taiyuan 1000 km withcoord withdist count 2
1) 1) "taiyuan"
   2) "0.0000"
   3) 1) "112.54999905824661255"
      2) "37.86000073876942196"
2) 1) "xian"
   2) "514.2264"
   3) 1) "108.96000176668167114"
      2) "34.25999964418929977"

參數(shù)與 georadius 一樣

geohash(較少使用)

該命令返回11個(gè)字符的hash字符串

127.0.0.1:6379> geohash china:city taiyuan shenyang
1) "ww8p3hhqmp0"
2) "wxrvb9qyxk0"

將二維的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為一維的字符串, 如果兩個(gè)字符串越接近, 則距離越近

底層

geo底層的實(shí)現(xiàn)原理實(shí)際上就是Zset, 我們可以通過(guò)Zset命令來(lái)操作geo

127.0.0.1:6379> type china:city
zset

查看全部元素 刪除指定的元素

127.0.0.1:6379> zrange china:city 0 -1 withscores
 1) "xian"
 2) "4040115445396757"
 3) "hangzhou"
 4) "4054133997236782"
 5) "manjing"
 6) "4066006694128997"
 7) "taiyuan"
 8) "4068216047500484"
 9) "shenyang"
1)  "4072519231994779"
2)  "shengzhen"
3)  "4154606886655324"
127.0.0.1:6379> zrem china:city manjing
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange china:city 0 -1
1) "xian"
2) "hangzhou"
3) "taiyuan"
4) "shenyang"
5) "shengzhen"

參考文章

知識(shí)體系

知識(shí)體系

image

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其次，這些適用場(chǎng)景都是基于Redis支持的數(shù)據(jù)類型的，所以我們需要學(xué)習(xí)它支持的數(shù)據(jù)類型；同時(shí)在redis優(yōu)化中還需要對(duì)底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了解，所以也需要了解一些底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

image

再者，需要學(xué)習(xí)Redis支持的核心功能，包括持久化，消息，事務(wù)，高可用；高可用方面包括，主從，哨兵等；高可拓展方面，比如 分片機(jī)制等。

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最后，就是具體的實(shí)踐以及實(shí)踐中遇到的問(wèn)題和解決方法了：在不同版本中有不同特性，所以還需要了解版本；以及性能優(yōu)化，大廠實(shí)踐等。

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學(xué)習(xí)資料

除此之外，我還推薦你看下 極客時(shí)間 《Redis核心技術(shù)與實(shí)戰(zhàn)》（作者：蔣德鈞）的相關(guān)內(nèi)容，它是我看到的為數(shù)不多的含有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)比較多的專欄，部分文章中圖片也來(lái)源于這個(gè)系列。

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