redis基本数据结构-hash

1. redis的数据结构hash

参考链接：https://mp.weixin.qq.com/s/srkd73bS2n3mjIADLVg72A
Redis 的 Hash 数据结构是一种键值对集合，它非常适合表示对象或实体的属性。每个 Hash 可以存储多个字段，每个字段则对应一个值，这使得 Hash 成为一种高效的存储和查询方式，尤其是在处理对象数据时。

1.1 Hash 数据结构的特点

• 节省空间: 对于存储多个字段的小对象，Hash 可以节省内存，因为 Redis 会对小的 Hash 结构进行内部优化。
• 方便操作: 可以单独操作 Hash 中的字段，而不需要序列化整个对象。这个相较于string数据结构而已的显著特点。
• 快速访问: 通过字段名快速访问对应的值，适合频繁读取和更新的场景。

1.2 常见命令

以下是一些常用的 Redis Hash 命令：
HSET: 设置 Hash 中指定字段的值。
HGET: 获取 Hash 中指定字段的值。
HMSET: 设置多个字段的值。
HMGET: 获取多个字段的值。
HGETALL: 获取 Hash 中所有字段和值。
HDEL: 删除 Hash 中指定字段。
HINCRBY: 对 Hash 中的字段值进行增减。
HEXISTS: 检查 Hash 中是否存在指定字段。

1.3 适用示例

# 创建用户 1000 的 Hash
HSET user:1000 name "Alice" age 30 city "New York"
# 查询用户姓名
HGET user:1000 name
# 返回 "Alice"
# 更新用户城市
HSET user:1000 city "Los Angeles"
# 查询所有用户信息
HGETALL user:1000
# 返回 {"name": "Alice", "age": "30", "city": "Los Angeles"}
# 增加用户年龄
HINCRBY user:1000 age 1
# 查询用户年龄
HGET user:1000 age
# 返回 "31"
# 删除用户年龄字段
HDEL user:1000 age

2. 常见业务场景

1. 用户信息存储: 在社交网络或电商平台中，每个用户的基本信息（如姓名、地址、年龄等）可以使用 Hash 存储，方便快速读取和更新。
2. 商品属性管理: 在电商平台中，商品的属性（如名称、价格、库存等）可以存储为 Hash，便于管理和查询。
3. 会话管理: 在 Web 应用中，可以使用 Hash 来存储用户的会话信息，如登录状态、购物车内容等。
4. 统计信息: 对于需要频繁更新的统计数据（如访问量、点赞数等），可以使用 Hash 来存储并进行原子性增减操作。
5. 配置管理: 使用 Hash 存储应用程序的配置项，方便快速修改和读取。

2.1 用户信息存储

2.1.1 场景

在社交网络应用中，每个用户都有一系列属性，如用户名、年龄、兴趣爱好等。使用Hash类型可以方便地存储和查询单个用户的详细信息。

2.1.2 优势

1. 结构化存储：将用户信息以字段和值的形式存储，易于理解和操作。
2. 快速读写：Redis的Hash操作提供高速的读写性能。
3. 灵活更新：可以单独更新用户信息中的某个字段，而无需重新设置整个对象。

2.1.3 解决方案

使用Redis Hash类型来存储和管理用户信息。当用户信息更新时，只更新Hash中的对应字段。

2.1.4 代码实现

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "github.com/go-redis/redis/v8"
    "log"
)

var ctx = context.Background()

// Redis 客户端初始化
var rdb = redis.NewClient(&redis.Options{
    Addr:     "",  // Redis 服务器地址
    Password: "", // 密码
    DB:       0,                  // 使用默认 DB
})

// 存储用户信息到 Redis Hash
func storeUserInfo(userID string, userInfo map[string]interface{}) {
    hashKey := "user:" + userID
    // 将用户信息存储到 Redis 的 Hash 中
    err := rdb.HSet(ctx, hashKey, userInfo).Err()
    if err != nil {
       log.Fatalf("Error storing user info: %v", err)
    }
}

// 从 Redis Hash 获取用户信息
func getUserInfo(userID string) map[string]string {
    hashKey := "user:" + userID
    // 从 Redis 获取用户信息
    fields, err := rdb.HGetAll(ctx, hashKey).Result()
    if err != nil {
       log.Fatalf("Error getting user info: %v", err)
       return nil
    }
    return fields
}

func main() {
    // 示例用户信息
    userID := "12345"
    userInfo := map[string]interface{}{
       "username":  "john_doe",
       "age":       30,
       "interests": "coding, hiking, reading",
    }

    // 存储用户信息
    storeUserInfo(userID, userInfo)

    // 获取并显示用户信息
    retrievedUserInfo := getUserInfo(userID)
    fmt.Printf("Retrieved User Info: %+v\n", retrievedUserInfo)
}

2.2 购物车管理

2.2.1 背景

在电商平台中，用户的购物车需要记录用户选择的商品及其数量。使用Hash类型可以有效地管理每个用户的购物车。

2.2.2 优势

1. 快速添加和修改：可以快速添加商品到购物车或更新商品数量。
2. 批量操作：可以一次性获取或更新购物车中的多个商品。

2.2.3 解决方案

使用Redis Hash类型来实现购物车功能，每个用户的购物车作为一个独立的Hash存储。

2.2.4 代码实现

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "github.com/go-redis/redis/v8"
    "log"
    "strconv"
)

var ctx = context.Background()

// Redis 客户端初始化
var rdb = redis.NewClient(&redis.Options{
    Addr:     "",  // Redis 服务器地址
    Password: "", // 密码
    DB:       0,                  // 使用默认 DB
})

// 添加商品到购物车
func addToCart(cartID string, productID string, quantity int) {
    cartKey := "cart:" + cartID
    // 使用 HINCRBY 命令增加商品数量
    err := rdb.HIncrBy(ctx, cartKey, productID, int64(quantity)).Err()
    if err != nil {
       log.Fatalf("Error adding to cart: %v", err)
    }
}

// 获取购物车中的商品和数量
func getCart(cartID string) map[string]int {
    cartKey := "cart:" + cartID
    // 从 Redis 获取购物车内容
    items, err := rdb.HGetAll(ctx, cartKey).Result()
    if err != nil {
       log.Fatalf("Error getting cart: %v", err)
       return nil
    }
    // 将商品 ID 和数量转换为映射
    cart := make(map[string]int)
    for productID, quantity := range items {
       qty, err := strconv.Atoi(quantity)
       if err != nil {
          log.Printf("Error converting quantity for product %s: %v", productID, err)
          continue
       }
       cart[productID] = qty
    }
    return cart
}

func main() {
    // 示例购物车 ID 和商品
    cartID := "user:123:cart"
    addToCart(cartID, "product:1", 2)
    addToCart(cartID, "product:2", 3)
    addToCart(cartID, "product:1", 1) // 增加产品 1 的数量

    // 获取并显示购物车内容
    cart := getCart(cartID)
    fmt.Println("Shopping Cart Contents:")
    for productID, quantity := range cart {
       fmt.Printf("Product ID: %s, Quantity: %d\n", productID, quantity)
    }
}

也可以根据hash的命令扩展功能。

3. 注意事项：

• Hash类型的字段值可以是字符串，最大容量为512MB。
• 在并发环境下，应确保对Hash的操作是线程安全的，可以使用事务或Lua脚本来保证。
• 存储较大的Hash时，应注意性能和内存使用情况，合理设计数据结构以避免过度膨胀。
• 定期清理和维护Hash数据，避免数据冗余和失效数据的累积。
  简单用lua脚本的形式：

// 添加商品到购物车（使用 Lua 脚本）
func addToCartWithLua(cartID string, productID string, quantity int) {
    cartKey := "cart:" + cartID

    // Lua 脚本：增加购物车中商品的数量   
     luaScript := `
        local cartKey = KEYS[1]
        local productID = ARGV[1]
        local quantity = tonumber(ARGV[2])
        return redis.call('HINCRBY', cartKey, productID, quantity)
    `

    // 执行 Lua 脚本   
     _, err := rdb.Eval(ctx, luaScript, []string{cartKey}, productID, quantity).Result()
    if err != nil {
        log.Fatalf("Error executing Lua script: %v", err)
    }
}