Redis从基础到高阶应用：核心命令解析与延迟队列、事务消息实战设计

Redis基础知识

bash 复制代码

#切换数据库
bd:0>select 2
"OK"
bd:2>dbsize
"0"
#清空数据库
bd:0>flushdb
"OK"
#设置值
bd:0>set name "lyt"
"OK"
#查看所有key
bd:0>keys *
 1)  "name"
#获取key
bd:0>get name
"lyt"
#查看key是否存在
bd:0>exists name
"1"
#设置过期事件
bd:0>expire name 10
"1"
#查看剩余过期时间
bd:0>ttl name
"2"
#查看key的类型
bd:0>type name
"string"

String类型

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#拼接字符串
bd:0>append name lyt
"6"
#获取字符串
bd:0>get name
"zjclyt"
#获取长度
bd:0>strlen name
"6"
#设置值
bd:0>set views 0
"OK"
#自增
bd:0>incr views
"1"
#指定自增
bd:0>incrby views 3
"4"
#自减
bd:0>decr views
"3"
#设置过期时间
bd:0>setnx lock haha
"1"
#设置后key值不可修改
bd:0>setnx lock xixi
"0"
bd:0>get lock
"haha"
bd:0>
#先get再set
bd:0>getset k1 v1
null
bd:0>getset k1 v2
"v1"

List类型

在redis中，我们可以把list玩成队列、栈或者阻塞队列！

bash 复制代码

#从左插入
bd:0>lpush list 1
"1"
bd:0>lpush list 2
"2"
bd:0>lpush list 3
"3"
#从左查看所有元素
bd:0>lrange list 0 -1
 1)  "3"
 2)  "2"
 3)  "1"
#查看指定位置的元素,下标是从0开始的,[1,2]
bd:0>lrange list 1 2
 1)  "2"
 2)  "1"
#从左边弹出一个数据
bd:0>lpop list
"3"
#获取下标位置的元素
bd:0>lindex list 1
"1"
#查看元素长度
bd:0>llen list
"2"
#从左移除第一个为1的元素 lrem key num value
bd:0>lrem list 1 1
"1"
bd:0>lrange list 0 -1
 1)  "2"

Set类型

bash 复制代码

#添加元素
bd:0>sadd set v1
"1"
bd:0>sadd set v2
"1"
bd:0>sadd set v3
"1"
#查看所有元素
bd:0>smembers set
 1)  "v2"
 2)  "v3"
 3)  "v1"
bd:0>smembers set
 1)  "v2"
 2)  "v3"
 3)  "v1"
#查看指定元素是否存在
bd:0>sismember set v1
"1"
bd:0>sismember set v4
"0"
#查看元素是否存在
bd:0>scard set
"3"
#移除指定元素
bd:0>srem set v1
"1"
bd:0>scard set
"2"
#随机获取一个元素
bd:0>srandmember set
"v3"
bd:0>srandmember set
"v2"
bd:0>srandmember set
"v2"
bd:0>spop set
"v2"

bash 复制代码

bd:0>sadd k1 a
"1"
bd:0>sadd k1 b
"1"
bd:0>sadd k1 c
"1"
bd:0>sadd k2 c
"1"
bd:0>sadd k2 d
"1"
bd:0>sadd k2 e
"1"
#差集
bd:0>sdiff k1 k2
 1)  "a"
 2)  "b"
bd:0>sdiff k2 k1
 1)  "d"
 2)  "e"
#并集
bd:0>sunion k1 k2
 1)  "a"
 2)  "b"
 3)  "c"
 4)  "d"
 5)  "e"
#交集
bd:0>sinter k1 k2
 1)  "c"
#移动元素
bd:0>smove k1 k2 c
"1"

Hash类型

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#设置值
bd:0>hset user k1 v1
"1"
bd:0>hset user k12 v2
"1"
#取特定key的值
bd:0>hget user v1
null
bd:0>hget user k1
"v1"
#批量设置值
bd:0>hmset user k3 v3 k4 v4
"OK"
#获取所有key和value
bd:0>hgetall user
 1)  "k1"
 2)  "v1"
 3)  "k12"
 4)  "v2"
 5)  "k3"
 6)  "v3"
 7)  "k4"
 8)  "v4"
#删除值
bd:0>hdel user k3
"1"
#获取长度
bd:0>hlen user
"3"
#判断key是否存在
bd:0>hexists user k2
"0"
bd:0>hexists user k3
"0"
bd:0>hdel user k4
"1"
bd:0>hkeys user
 1)  "k1"
 2)  "k12"
bd:0>hvals user
 1)  "v1"
 2)  "v2"

Zset类型

案例思路：st排序存储班级成绩表，工资表排序！

普通消息，1，重要消息2，带权重进行判断！

排行榜应用实现，取Top N

bash 复制代码

#添加元素（携带分数）
bd:0>zadd rank 1 lyt
"1"
bd:0>zadd rank 2 zjc
"1"
bd:0>zadd rank 3 hyw
"1"
#按照分数排名 从小到大
bd:0>zrangebyscore rank -inf +inf
 1)  "lyt"
 2)  "zjc"
 3)  "hyw"
#获取所有值携带分数
bd:0>zrangebyscore rank -inf +inf withscores
 1)  "lyt"
 2)  "1"
 3)  "zjc"
 4)  "2"
 5)  "hyw"
 6)  "3"
#获取 （-∞，2]的数据
bd:0>zrangebyscore rank -inf 2 withscores
 1)  "lyt"
 2)  "1"
 3)  "zjc"
 4)  "2"
#获取数据 从大到小
bd:0>zrevrange rank 0 -1
 1)  "hyw"
 2)  "zjc"
 3)  "lyt"
#移除指定元素
bd:0>zrem rank lyt
"1"
#元素大小
bd:0>zcard rank
"2"
#分数在[1,1]的元素
bd:0>zcount rank 1 1
"0"
#分数在[1,2]的元素
bd:0>zcount rank 1 2
"1"

使用场景

延迟队列

延迟队列中的消息在指定时间后才能被消费，常用于定时任务、订单超时等场景。

实现方案

有序集合（ZSET）

原理：将消息的到期时间戳作为分数（score），消息内容作为成员（value）。消费者定期轮询ZSET，获取当前时间之前到期的消息。
关键命令：

添加消息（延迟30秒）

ZADD delay_queue <current_timestamp+30> "message"

轮询到期消息

ZRANGEBYSCORE delay_queue 0 <current_timestamp> WITHSCORES ZREMRANGEBYSCORE delay_queue 0 <current_timestamp>
优点：简单高效，天然支持排序。
缺点：需主动轮询，间隔时间需权衡实时性和性能。

应用场景

订单超时未支付自动关闭。
定时提醒或通知。
异步任务调度。

优先级队列

优先级队列中，高优先级的消息先被消费，适用于VIP服务、紧急任务处理。

实现方案

有序集合（ZSET）

原理：将优先级作为分数（score），消息作为成员，按分数排序。
关键命令：

插入消息（优先级为3）

ZADD pri_queue 3 "message"

获取最高优先级消息（分数范围0-5）

ZRANGEBYSCORE pri_queue 5 0 WITHSCORES LIMIT 0 1
优点：动态调整优先级，支持范围查询。
缺点：需处理并发消费（需Lua脚本保证原子性）。

应用场景

客服系统优先处理VIP用户请求。
日志处理中优先处理错误日志。
任务调度中高优先级任务插队。

队列类型	数据结构	实时性	可靠性	适用场景
延迟队列	ZSET/Redisson	中	高	定时任务、订单超时
优先级队列	多队列/ZSET	高	中	VIP服务、紧急任务

事务消息的核心概念

1. 什么是事务消息？

事务消息是一种 保证消息发送与本地事务原子性 的机制，解决以下问题：

场景：业务操作（如扣减库存）和消息发送（如订单创建通知）需要同时成功或失败。

挑战：直接发送消息可能导致：

消息发送成功，本地事务失败 → 消费者收到无效消息。

本地事务成功，消息发送失败 → 业务状态不一致。

2. 事务消息的实现原理

通过 两阶段提交（2PC） 实现：

Prepare 阶段：
- 将消息暂存到中间存储（如 Redis 延迟队列）。
- 执行本地事务。
Commit/Rollback 阶段：
- 本地事务成功 → 提交消息到 Kafka。
- 本地事务失败 → 丢弃消息。

3. 代码中的事务消息逻辑

阶段	代码行为	目的
Prepare	消息存入 Redis 延迟队列	暂存消息，等待事务结果
Commit	发送消息到 Kafka，删除消息	保证消息与事务同时成功
Rollback	直接删除消息	保证消息与事务同时失败

四、关键设计点

1. 延迟队列的作用

防丢失：本地事务执行期间消息暂存，避免因系统崩溃导致消息丢失。
超时处理：若事务未完成，延迟队列可触发重试或告警。

2. 同步发送的权衡

template.send(...).get(); // 同步等待发送结果

优点：确保消息发送成功后才删除延迟队列中的消息。
缺点：阻塞当前线程，影响性能（可优化为异步 + 回调）。

java 复制代码

/**
     * 发送事务消息
     *
     * @param topic     消息主题
     * @param payload   消息内容
     * @param ordering  顺序消息标识
     * @param partition 指定分区
     * @param callback  本地事务回调函数
     * @param <K>       顺序标识类型
     * @param <V>       消息载体类型
     */
    public static <K, V> void send(@NonNull String topic, @NonNull V payload, K ordering, Integer partition,
                                   @NonNull Predicate<String> callback) {
        // 将事务消息放入延时队列
        String id = StringUtils.uuid();
        Session session = SessionContextHolder.getSession(false);
        TransactionMessage transaction = TransactionMessage.builder().id(id).topic(topic).payload(payload)
                .ordering(ordering).partition(partition).session(session).build();
        String message = JacksonUtils.serialize(transaction);
        DelayRedisQueue<String> queue = getTransactionQueue();
        queue.offer(message, Duration.ofMillis(queue.getTimeout()));

        // 处理本地事务
        boolean committable;
        try {
            committable = callback.test(id);
        } catch (Exception e) {
            // 本地事务处理异常则删除事务延时消息
            try {
                queue.remove(message);
            } catch (Throwable t) {
                log.error("Kafka transaction message remove failed: {}", message, t);
            }
            throw e;
        }

        // 本地事务处理成功则发送Kafka消息
        if (committable) {
            KafkaTemplate<K, V> template = getKafkaTemplate();
            try {
                template.send(topic, partition, ordering, payload).get();
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }

        // 处理完成后删除事务延时消息
        try {
            queue.remove(message);
        } catch (Throwable t) {
            log.error("Kafka transaction message remove failed: {}", message, t);
        }
    }

Redis从基础到高阶应用：核心命令解析与延迟队列、事务消息实战设计

Redis基础知识

String类型

List类型

Set类型

Hash类型

Zset类型

使用场景

延迟队列

实现方案

添加消息（延迟30秒）

轮询到期消息

应用场景

优先级队列

实现方案

插入消息（优先级为3）

获取最高优先级消息（分数范围0-5）

应用场景

事务消息的核心概念

1. 什么是事务消息？

2. 事务消息的实现原理

3. 代码中的事务消息逻辑

四、关键设计点

1. 延迟队列的作用

2. 同步发送的权衡