Redis除了做缓存还能做什么?

Redis 除了作为高性能缓存外,还因其丰富的数据结构和功能,广泛应用于多种场景。以下是 Redis 的十大核心用途及具体示例:


1. 分布式会话存储

  • 用途:存储用户会话信息(如登录状态),实现多服务间共享会话。

  • 优势:避免传统 Session 存储在单点故障或扩展性问题。

  • 数据结构:Hash(存储会话字段)、String(简单键值)。

  • 示例

    bash 复制代码
    # 存储用户会话
    HSET user:session:1234 username "john" role "admin" expires 3600
    # 获取会话信息
    HGETALL user:session:1234

2. 分布式锁

  • 用途:实现跨服务的互斥锁,防止并发操作导致的数据不一致。

  • 核心命令SET key value NX PX 30000(原子操作 + 超时)。

  • 示例 (防止重复下单):

    bash 复制代码
    # 尝试获取锁(存在则失败)
    SET order_lock:1001 "locked" NX PX 10000
    # 释放锁(需结合Lua脚本保证原子性)
    if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
        return redis.call("del", KEYS[1])
    else
        return 0
    end

3. 消息队列

  • 用途:实现轻量级消息队列,支持异步任务处理。

  • 数据结构:List(LPUSH/RPOP)、Stream(支持消费者组)。

  • 示例 (使用 List):

    bash 复制代码
    # 生产者推送任务
    LPUSH task_queue "send_email:[email protected]"
    # 消费者获取任务
    RPOP task_queue

4. 实时排行榜

  • 用途:实时更新和查询排行榜(如游戏积分、商品销量)。

  • 数据结构:Sorted Set(按分数排序)。

  • 示例 (游戏积分排行榜):

    bash 复制代码
    # 添加玩家积分
    ZADD game_leaderboard 1500 "player1" 2000 "player2" 1800 "player3"
    # 获取前10名
    ZREVRANGE game_leaderboard 0 9 WITHSCORES

5. 计数器与限流

  • 用途:统计访问量、点赞数,或限制接口请求频率。

  • 核心命令INCRINCRBYEXPIRE

  • 示例 (接口限流:每分钟最多100次请求):

    bash 复制代码
    # 每次请求递增计数器
    INCR api_rate_limit:user123
    # 设置过期时间(首次设置时)
    EXPIRE api_rate_limit:user123 60
    # 检查是否超限
    GET api_rate_limit:user123  # 超过100则拒绝

6. 发布/订阅(Pub/Sub)

  • 用途:实现消息广播,支持实时通知(如聊天室、实时数据推送)。

  • 核心命令PUBLISHSUBSCRIBE

  • 示例 (实时新闻推送):

    bash 复制代码
    # 订阅频道
    SUBSCRIBE news_channel
    # 发布消息
    PUBLISH news_channel "Breaking: Redis 7.0 released!"

7. 地理位置服务

  • 用途:存储和查询地理位置(如附近的人、商家)。

  • 数据结构:GEO(基于 Sorted Set 实现)。

  • 示例 (查找附近的餐厅):

    bash 复制代码
    # 添加地理位置
    GEOADD restaurants 116.404269 39.913818 "restaurant_A"
    GEOADD restaurants 116.407531 39.915264 "restaurant_B"
    # 查找2公里内的餐厅
    GEORADIUS restaurants 116.405285 39.912987 2 km WITHDIST

8. 布隆过滤器(Bloom Filter)

  • 用途:高效判断元素是否存在(如防止缓存穿透、去重)。

  • 原理:基于概率的数据结构,占用空间极小。

  • 示例 (校验新用户是否已注册):

    bash 复制代码
    # 添加元素
    BF.ADD users "user123"
    # 检查是否存在
    BF.EXISTS users "user123"  # 返回1(可能存在)或0(一定不存在)

9. 实时数据分析

  • 用途:统计在线用户数、实时点击量等。

  • 数据结构:HyperLogLog(去重计数)、Bitmap(位操作)。

  • 示例 (统计每日活跃用户):

    bash 复制代码
    # 记录用户访问(用户ID为整型)
    SETBIT daily_active:20231001 1001 1
    # 统计总活跃用户数
    BITCOUNT daily_active:20231001

10. 数据库与缓存的二级存储

  • 用途:作为 MySQL 的二级存储,缓存复杂查询结果。

  • 模式:先查 Redis,未命中则查数据库并回填。

  • 示例 (缓存商品详情):

    bash 复制代码
    # 查询商品信息
    GET product:detail:1001
    # 未命中时从数据库加载并写入Redis
    SET product:detail:1001 '{"id":1001,"name":"Phone"}' EX 3600

总结

Redis 的多样化应用得益于其 高性能丰富的数据结构原子操作。合理使用 Redis 可以显著提升系统性能,解决分布式场景下的复杂问题。根据具体需求选择合适的数据结构和功能,是最大化 Redis 价值的关键。

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