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Redis的15种常用场景

article 2025/2/23 13:14:00

1. 缓存

Redis最常见的用途是作为缓存，用于加速应用程序的响应速度。

把频繁访问的数据放在内存中，可以减少对后端数据库的访问压力。如热点数据缓存（明星出轨），对象缓存、全页缓存、可以提升热点数据的访问速度。

SET user:1001 "{name: 'Alice', age: 30}" EX 3600  #设置1小时过期时间

2.分布式锁

日常开发中，我们经常会使用Redis做为分布式锁。可以在分布式系统中协调多节点对共享资源的访问，确保操作的原子性。

用redisson写了个分布式锁模板：

   public <T> T executeWithLock(String lockKey, long timeout, Callable<T> action) {
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        boolean isLock = false;

        try {
            // 尝试获取锁，最大等待时间1秒，锁自动释放时间为timeout秒
            isLock = lock.tryLock(1, timeout, TimeUnit.SECONDS);
            if (isLock) {
                try {
                    // 执行传入的操作并返回结果
                    return action.call();
                } finally {
                    // 检查是否持有锁再释放
                    if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
                        lock.unlock();
                    }
                }
            } else {
                System.out.println("未能获取锁，稍后重试");
                return null; // 或者抛出异常
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            // 处理异常，恢复线程中断状态
            Thread.currentThread().interrupt();
            System.out.println("获取锁时被中断");
            return null; // 或者抛出异常
        } catch (Exception e) {
            // 处理其他异常
            System.out.println("执行操作时发生异常: " + e.getMessage());
            return null; // 或者抛出异常
        }
    }

3. 排行榜

redis 经常用来做排行榜，比如游戏积分实时排名、直播送礼排名等等。

可以基于Sorted Set来实现：

实时排名更新：

ZADD game_leaderboard 1000 "player_1"  # 插入分数
ZINCRBY game_leaderboard 50 "player_1" # 增加分数
ZREVRANGE game_leaderboard 0 9 WITHSCORES  # 获取Top10

4. 计数器

redis 也经常应用作为计数器，如文章的阅读量、微博点赞数等等。

# 用户 1001 点赞文章 123
SADD article:123:likes 1001

# 获取文章 123 的点赞数
SCARD article:123:likes

# 检查用户 1001 是否点赞了文章 123
SISMEMBER article:123:likes 1001

# 用户 1001 取消点赞文章 123
SREM article:123:likes 1001

5. 消息队列

Redis 可以作为消息队列使用，特别是使用其 List 数据结构以及相关的阻塞操作（BLPOP 和 BRPOP）。这些操作使得 Redis 成为一种简单、高效的消息队列解决方案，广泛用于消息传递、任务队列等场景。

假设你有一个队列 task_queue：

生产者（Producer）向队列中添加任务：

bash
LPUSH task_queue "task1"
LPUSH task_queue "task2"

消费者（Consumer）从队列中取出任务，设置超时为 5 秒：

bash
BLPOP task_queue 5

6.会话管理

Redis 非常适合用作 会话管理，尤其是在分布式应用中。

  • 分布式会话：解决多服务器间 Session 共享问题。

  • 快速失效：通过 EXPIRE 实现自动会话清理。

HSET session:abBitmapc123 user_id 1001 last_active 1690000000
EXPIRE session:abc123 1800  # 30分钟过期

7. Bitmap 记录签到

Redis Bitmap是一种非常适合用于签到系统的数据结构。它通过位图（bit array）存储和操作数据，可以高效地处理大量的签到操作，特别适合于需要频繁更新并查询某个用户是否已签到的场景。

假设每个用户的签到状态通过 位图（Bitmap） 记录，每个用户对应一个唯一的 ID，通过设置和查询位来确定该用户是否签到。

设置用户 101 已签到
SETBIT sign_in_bitmap 101 1

比如查询用户 ID 为 101 的签到状态
GETBIT sign_in_bitmap 101

统计总共有多少用户已签到
BITCOUNT sign_in_bitmap

8. 地理位置服务

Redis 可以作为地理位置服务（Geolocation Service）的存储和查询引擎。Redis 提供了 GEO 数据结构，专门用于存储和查询地理位置信息。

比如类似场景：

用户打开 App，查找当前位置附近的餐厅或商店。

# 添加餐厅地理位置
GEOADD restaurants 13.361389 38.115556 "餐厅A"
GEOADD restaurants 15.087269 37.502669 "餐厅B"
GEOADD restaurants 9.191383 45.464211 "餐厅C"

# 用户当前位置：经纬度 (14, 37)
# 查找附近 100 公里内的餐厅
GEORADIUS restaurants 14 37 100 km
# 返回：餐厅A 餐厅B

9. 限流

Redis 适合用于限流（Rate Limiting）场景。限流的目的是控制某个操作在特定时间内的访问频率，比如 API 请求、短信发送、登录尝试等。Redis 的原子操作和高效性能使其成为实现限流的理想工具。

比如使用 Redis 实现滑动窗口计数器

  • 使用 Redis 的 ZSET（有序集合）存储每次请求的时间戳。

  • 每次请求时，移除时间窗口外的旧记录，并添加新记录。

  • 统计当前时间窗口内的记录数，如果超过阈值则拒绝请求。

def sliding_window_rate_limit(user_id, limit=10, window_size=60):
    """
    滑动窗口限流函数
    :param user_id: 用户 ID
    :param limit: 时间窗口内的最大请求数
    :param window_size: 时间窗口大小（秒）
    :return: True（允许请求）或 False（拒绝请求）
    """
    key = f"rate_limit:{user_id}"
    current_time = int(time.time())
    window_start = current_time - window_size

    # 移除时间窗口外的旧记录
    redis_client.zremrangebyscore(key, 0, window_start)

    # 添加当前请求的时间戳
    redis_client.zadd(key, {current_time: current_time})

    # 统计时间窗口内的请求数
    request_count = redis_client.zcard(key)

    if request_count > limit:
        return False  # 超过阈值，拒绝请求
    return True  # 允许请求

# 测试滑动窗口限流
user_id = "user123"
for i in range(15):
    if sliding_window_rate_limit(user_id, limit=10, window_size=60):
        print(f"请求 {i + 1}：允许")
    else:
        print(f"请求 {i + 1}：拒绝")
    time.sleep(1)  # 模拟请求间隔

10. 发布订阅

实时消息广播

# 订阅频道
SUBSCRIBE news_updates

# 发布消息
PUBLISH news_updates "Breaking: Redis 7.0 released!"

11. 延迟任务（Delayed Task）

Redis 可以作为延迟任务的实现工具。

  • 基于 Sorted Set 的延迟任务。

利用 Sorted Set 的 有序性 和 范围查询 特性，将任务的执行时间作为分数（score），任务数据作为成员（member），定时轮询获取到期的任务。

-- 添加延迟任务：
ZADD delayed_tasks <timestamp> "task_data"
-- 定时轮询获取到期任务
ZRANGEBYSCORE delayed_tasks 0 <current_timestamp>

12.全局ID

在分布式系统中生成唯一ID。

基于 INCR：

INCR global_id  # 返回唯一ID

基于雪花算法：

SET global_id_snowflake 0
INCR global_id_snowflake

13. 推荐模型

基于用户行为推荐商品。

基于Sorted Set：

ZADD recommendations:user1001 0.9 "product_1" 0.8 "product_2"
ZRANGE recommendations:user1001 0 9 WITHSCORES

14. 用户关注

之前在第一个公司上班的时候，看到代码，有使用redis去维护用户关注、粉丝的关系。

SADD user:1001:followers "user2"
SADD user:1002:following "user1"

15. 用户消息时间线（Timeline）

Redis适合实现用户消息时间线（Timeline）功能.用户消息时间线通常用于展示用户动态、朋友圈、微博等场景，核心需求是按时间顺序存储和展示用户的相关消息或动态。

-- 使用 LPUSH 将新消息插入到时间线的头部：
LPUSH timeline:user1001 "New post: Hello, Redis!"

-- 使用 LRANGE 获取指定范围内的消息：
LRANGE timeline:user1001 0 9  # 获取最新的10条消息

http://www.kler.cn/a/554611.html

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