詳解Redis中的List型別
阿新 • • 發佈：2020-11-29
本系列將和大家分享Redis分散式快取，本章主要簡單介紹下Redis中的List型別，以及如何使用Redis解決部落格資料分頁、生產者消費者模型和釋出訂閱等問題。
Redis List的實現為一個雙向連結串列，即可以支援反向查詢和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的記憶體開銷，Redis內部的很多實現，包括髮送緩衝佇列等也都是用這個資料結構。
List型別主要用於佇列和棧，先進先出，後進先出等。
儲存形式：key--LinkList<value>
首先先給大家Show一波Redis中與List型別相關的API：
using System;
using System.Collections.Generic;
using ServiceStack.Redis;
namespace TianYa.Redis.Service
{
/// <summary>
/// Redis List的實現為一個雙向連結串列，即可以支援反向查詢和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的記憶體開銷，
/// Redis內部的很多實現，包括髮送緩衝佇列等也都是用這個資料結構。
/// </summary>
public class RedisListService : RedisBase
{
#region Queue佇列（先進先出）
/// <summary>
/// 入隊
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="value">入隊的值</param>
public void EnqueueItemOnList(string listId,string value)
{
base._redisClient.EnqueueItemOnList(listId,value);
}
/// <summary>
/// 出隊
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <returns>出隊的值</returns>
public string DequeueItemFromList(string listId)
{
return base._redisClient.DequeueItemFromList(listId);
}
/// <summary>
/// 出隊（阻塞）
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="timeOut">阻塞時間（超時時間）</param>
/// <returns>出隊的值</returns>
public string BlockingDequeueItemFromList(string listId,TimeSpan? timeOut)
{
return base._redisClient.BlockingDequeueItemFromList(listId,timeOut);
}
/// <summary>
/// 從多個list中出隊（阻塞）
/// </summary>
/// <param name="listIds">集合Id</param>
/// <param name="timeOut">阻塞時間（超時時間）</param>
/// <returns>返回出隊的 listId & Item</returns>
public ItemRef BlockingDequeueItemFromLists(string[] listIds,TimeSpan? timeOut)
{
return base._redisClient.BlockingDequeueItemFromLists(listIds,timeOut);
}
#endregion Queue佇列（先進先出）
#region Stack棧（後進先出）
/// <summary>
/// 入棧
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="value">入棧的值</param>
public void PushItemToList(string listId,string value)
{
base._redisClient.PushItemToList(listId,value);
}
/// <summary>
/// 入棧，並設定過期時間
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="value">入棧的值</param>
/// <param name="expireAt">過期時間</param>
public void PushItemToList(string listId,string value,DateTime expireAt)
{
base._redisClient.PushItemToList(listId,value);
base._redisClient.ExpireEntryAt(listId,expireAt);
}
/// <summary>
/// 入棧，並設定過期時間
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="value">入棧的值</param>
/// <param name="expireIn">過期時間</param>
public void PushItemToList(string listId,TimeSpan expireIn)
{
base._redisClient.PushItemToList(listId,value);
base._redisClient.ExpireEntryIn(listId,expireIn);
}
/// <summary>
/// 出棧
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <returns>出棧的值</returns>
public string PopItemFromList(string listId)
{
return base._redisClient.PopItemFromList(listId);
}
/// <summary>
/// 出棧（阻塞）
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="timeOut">阻塞時間（超時時間）</param>
/// <returns>出棧的值</returns>
public string BlockingPopItemFromList(string listId,TimeSpan? timeOut)
{
return base._redisClient.BlockingPopItemFromList(listId,timeOut);
}
/// <summary>
/// 從多個list中出棧一個值（阻塞）
/// </summary>
/// <param name="listIds">集合Id</param>
/// <param name="timeOut">阻塞時間（超時時間）</param>
/// <returns>返回出棧的 listId & Item</returns>
public ItemRef BlockingPopItemFromLists(string[] listIds,TimeSpan? timeOut)
{
return base._redisClient.BlockingPopItemFromLists(listIds,timeOut);
}
/// <summary>
/// 從fromListId集合出棧併入棧到toListId集合
/// </summary>
/// <param name="fromListId">出棧集合Id</param>
/// <param name="toListId">入棧集合Id</param>
/// <returns>返回移動的值</returns>
public string PopAndPushItemBetweenLists(string fromListId,string toListId)
{
return base._redisClient.PopAndPushItemBetweenLists(fromListId,toListId);
}
/// <summary>
/// 從fromListId集合出棧併入棧到toListId集合（阻塞）
/// </summary>
/// <param name="fromListId">出棧集合Id</param>
/// <param name="toListId">入棧集合Id</param>
/// <param name="timeOut">阻塞時間（超時時間）</param>
/// <returns>返回移動的值</returns>
public string BlockingPopAndPushItemBetweenLists(string fromListId,string toListId,TimeSpan? timeOut)
{
return base._redisClient.BlockingPopAndPushItemBetweenLists(fromListId,toListId,timeOut);
}
#endregion Stack棧（後進先出）
#region 賦值
/// <summary>
/// 向list頭部新增value值
/// </summary>
public void PrependItemToList(string listId,string value)
{
base._redisClient.PrependItemToList(listId,value);
}
/// <summary>
/// 向list頭部新增value值，並設定過期時間
/// </summary>
public void PrependItemToList(string listId,DateTime expireAt)
{
base._redisClient.PrependItemToList(listId,expireAt);
}
/// <summary>
/// 向list頭部新增value值，並設定過期時間
/// </summary>
public void PrependItemToList(string listId,TimeSpan expireIn)
{
base._redisClient.PrependItemToList(listId,expireIn);
}
/// <summary>
/// 向list中新增value值
/// </summary>
public void AddItemToList(string listId,string value)
{
base._redisClient.AddItemToList(listId,value);
}
/// <summary>
/// 向list中新增value值，並設定過期時間
/// </summary>
public void AddItemToList(string listId,DateTime expireAt)
{
base._redisClient.AddItemToList(listId,expireAt);
}
/// <summary>
/// 向list中新增value值，並設定過期時間
/// </summary>
public void AddItemToList(string listId,TimeSpan expireIn)
{
base._redisClient.AddItemToList(listId,expireIn);
}
/// <summary>
/// 向list中新增多個value值
/// </summary>
public void AddRangeToList(string listId,List<string> values)
{
base._redisClient.AddRangeToList(listId,values);
}
/// <summary>
/// 向list中新增多個value值，並設定過期時間
/// </summary>
public void AddRangeToList(string listId,List<string> values,DateTime expireAt)
{
base._redisClient.AddRangeToList(listId,values);
base._redisClient.ExpireEntryAt(listId,expireAt);
}
/// <summary>
/// 向list中新增多個value值，並設定過期時間
/// </summary>
public void AddRangeToList(string listId,TimeSpan expireIn)
{
base._redisClient.AddRangeToList(listId,values);
base._redisClient.ExpireEntryIn(listId,expireIn);
}
#endregion 賦值
#region 獲取值
/// <summary>
/// 獲取指定list中包含的資料數量
/// </summary>
public long GetListCount(string listId)
{
return base._redisClient.GetListCount(listId);
}
/// <summary>
/// 獲取指定list中包含的所有資料集合
/// </summary>
public List<string> GetAllItemsFromList(string listId)
{
return base._redisClient.GetAllItemsFromList(listId);
}
/// <summary>
/// 獲取指定list中下標從startingFrom到endingAt的值集合
/// </summary>
public List<string> GetRangeFromList(string listId,int startingFrom,int endingAt)
{
return base._redisClient.GetRangeFromList(listId,startingFrom,endingAt);
}
#endregion 獲取值
#region 刪除
/// <summary>
/// 移除指定list中，listId/value，與引數相同的值，並返回移除的數量
/// </summary>
public long RemoveItemFromList(string listId,string value)
{
return base._redisClient.RemoveItemFromList(listId,value);
}
/// <summary>
/// 從指定list的尾部移除一個數據，並返回移除的資料
/// </summary>
public string RemoveEndFromList(string listId)
{
return base._redisClient.RemoveEndFromList(listId);
}
/// <summary>
/// 從指定list的頭部移除一個數據，並返回移除的資料
/// </summary>
public string RemoveStartFromList(string listId)
{
return base._redisClient.RemoveStartFromList(listId);
}
#endregion 刪除
#region 其它
/// <summary>
/// 清理資料，保持list長度
/// </summary>
/// <param name="listId">集合Id</param>
/// <param name="keepStartingFrom">保留起點</param>
/// <param name="keepEndingAt">保留終點</param>
public void TrimList(string listId,int keepStartingFrom,int keepEndingAt)
{
base._redisClient.TrimList(listId,keepStartingFrom,keepEndingAt);
}
#endregion 其它
#region 釋出訂閱
/// <summary>
/// 釋出
/// </summary>
/// <param name="channel">頻道</param>
/// <param name="message">訊息</param>
public void Publish(string channel,string message)
{
base._redisClient.PublishMessage(channel,message);
}
/// <summary>
/// 訂閱
/// </summary>
/// <param name="channel">頻道</param>
/// <param name="actionOnMessage"></param>
public void Subscribe(string channel,Action<string,string,IRedisSubscription> actionOnMessage)
{
var subscription = base._redisClient.CreateSubscription();
subscription.OnSubscribe = c =>
{
Console.WriteLine($"訂閱頻道{c}");
Console.WriteLine();
};
//取消訂閱
subscription.OnUnSubscribe = c =>
{
Console.WriteLine($"取消訂閱 {c}");
Console.WriteLine();
};
subscription.OnMessage += (c,s) =>
{
actionOnMessage(c,s,subscription);
};
Console.WriteLine($"開始啟動監聽 {channel}");
subscription.SubscribeToChannels(channel); //blocking
}
/// <summary>
/// 取消訂閱
/// </summary>
/// <param name="channel">頻道</param>
public void UnSubscribeFromChannels(string channel)
{
var subscription = base._redisClient.CreateSubscription();
subscription.UnSubscribeFromChannels(channel);
}
#endregion 釋出訂閱
}
}使用如下：
/// <summary>
/// Redis List的實現為一個雙向連結串列，即可以支援反向查詢和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的記憶體開銷，
/// Redis內部的很多實現，包括髮送緩衝佇列等也都是用這個資料結構。
/// 佇列/棧/生產者消費者模型/釋出訂閱
/// </summary>
public static void ShowList()
{
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
service.FlushAll();
service.AddItemToList("article","張三");
service.AddItemToList("article","李四");
service.AddItemToList("article","王五");
service.PrependItemToList("article","趙六");
service.PrependItemToList("article","錢七");
var result1 = service.GetAllItemsFromList("article"); //一次性獲取所有的資料
var result2 = service.GetRangeFromList("article",3); //可以按照新增順序自動排序，而且可以分頁獲取
Console.WriteLine($"result1={JsonConvert.SerializeObject(result1)}");
Console.WriteLine($"result2={JsonConvert.SerializeObject(result2)}");
Console.WriteLine("=====================================================");
//棧：後進先出
service.FlushAll();
service.PushItemToList("article","張三"); //入棧
service.PushItemToList("article","李四");
service.PushItemToList("article","王五");
service.PushItemToList("article","趙六");
service.PushItemToList("article","錢七");
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Console.WriteLine(service.PopItemFromList("article")); //出棧
}
Console.WriteLine("=====================================================");
//佇列：先進先出，生產者消費者模型
//MSMQ---RabbitMQ---ZeroMQ---RedisList 學習成本、技術成本
service.FlushAll();
service.EnqueueItemOnList("article","張三"); //入隊
service.EnqueueItemOnList("article","李四");
service.EnqueueItemOnList("article","王五");
service.EnqueueItemOnList("article","趙六");
service.EnqueueItemOnList("article","錢七");
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Console.WriteLine(service.DequeueItemFromList("article")); //出隊
}
//分散式快取，多伺服器都可以訪問到，多個生產者，多個消費者，任何產品只被消費一次
}
}執行結果如下所示：
下面我們就來看下如何使用上面的API來解決一些具體的問題：
一、部落格資料分頁
應用場景：
部落格網站每天新增的隨筆和文章可能都是幾千幾萬的，表裡面是幾千萬資料。首頁要展示最新的隨筆，還有前20頁是很多人訪問的。
這種情況下如果首頁分頁資料每次都去查詢資料庫，那麼就會有很大的效能問題。
解決方案：
每次寫入資料庫的時候，把 ID_標題 寫入到Redis的List中(後面搞個TrimList，只要最近的200個)。
這樣的話使用者每次刷頁面就不需要去訪問資料庫了，直接讀取Redis中的資料。
第一頁（當然也可以是前幾頁）的時候可以不體現總記錄數，只拿最新資料展示，這樣就能避免訪問資料庫了。
還有一種就是水平分表了，資料存到Redis的時候可以儲存 ID_表名稱_標題
使用List主要是解決資料量大，變化快的資料分頁問題。
二八原則：80%的訪問集中在20%的資料，List裡面只用儲存大概的量就夠用了。
using TianYa.Redis.Service;
namespace MyRedis.Scene
{
/// <summary>
/// 部落格資料分頁
///
/// 應用場景：
/// 部落格網站每天新增的隨筆和文章可能都是幾千幾萬的，表裡面是幾千萬資料。首頁要展示最新的隨筆，還有前20頁是很多人訪問的。
/// 這種情況下如果首頁分頁資料每次都去查詢資料庫，那麼就會有很大的效能問題。
///
/// 解決方案：
/// 每次寫入資料庫的時候，把 ID_標題 寫入到Redis的List中(後面搞個TrimList，只要最近的200個)。
/// 這樣的話使用者每次刷頁面就不需要去訪問資料庫了，直接讀取Redis中的資料。
/// 第一頁（當然也可以是前幾頁）的時候可以不體現總記錄數，只拿最新資料展示，這樣就能避免訪問資料庫了。
///
/// 還有一種就是水平分表了，資料存到Redis的時候可以儲存 ID_表名稱_標題
///
/// 使用List主要是解決資料量大，變化快的資料分頁問題。
/// 二八原則：80%的訪問集中在20%的資料，List裡面只用儲存大概的量就夠用了。
/// </summary>
public class BlogPageList
{
public static void Show()
{
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
service.AddItemToList("newBlog","10001_IOC容器的實現原理");
service.AddItemToList("newBlog","10002_AOP面向切面程式設計");
service.AddItemToList("newBlog","10003_行為型設計模式");
service.AddItemToList("newBlog","10004_結構型設計模式");
service.AddItemToList("newBlog","10005_建立型設計模式");
service.AddItemToList("newBlog","10006_GC垃圾回收");
service.TrimList("newBlog",200); //保留最新的201個（一個List最多隻能存放2的32次方-1個）
var result1 = service.GetRangeFromList("newBlog",9); //第一頁
var result2 = service.GetRangeFromList("newBlog",10,19); //第二頁
var result3 = service.GetRangeFromList("newBlog",20,29); //第三頁
}
}
}
}
二、生產者消費者模型
分散式快取，多伺服器都可以訪問到，多個生產者，多個消費者，任何產品只被消費一次。（使用佇列實現）
其中一個（或多個）程式寫入，另外一個（或多個）程式讀取消費。按照時間順序，資料失敗了還可以放回去下次重試。
下面我們來看個例子：
Demo中添加了2個控制檯應用程式，分別模擬生產者和消費者：
using System;
using TianYa.Redis.Service;
namespace TianYa.Producer
{
/// <summary>
/// 模擬生產者
/// </summary>
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("生產者程式啟動了。。。");
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
Console.WriteLine("開始生產test產品");
for (int i = 1; i <= 20; i++)
{
service.EnqueueItemOnList("test",$"產品test{i}");
}
Console.WriteLine("開始生產task產品");
for (int i = 1; i <= 20; i++)
{
service.EnqueueItemOnList("task",$"產品task{i}");
}
Console.WriteLine("模擬生產結束");
while (true)
{
Console.WriteLine("************請輸入資料************");
string testTask = Console.ReadLine();
service.EnqueueItemOnList("test",testTask);
}
}
}
}
}
using System;
using System.Threading;
using TianYa.Redis.Service;
namespace TianYa.Consumer
{
/// <summary>
/// 模擬消費者
/// </summary>
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("消費者程式啟動了。。。");
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
while (true)
{
var result = service.BlockingDequeueItemFromLists(new string[] { "test","task" },TimeSpan.FromHours(1));
Thread.Sleep(100);
Console.WriteLine($"消費者消費了 {result.Id} {result.Item}");
}
}
}
}
}
接下來我們使用.NET Core CLI來啟動2個消費者例項和1個生產者例項，執行結果如下所示：
像這種非同步佇列在專案中有什麼價值呢？
PS：此處事務是一個很大問題，真實專案中需根據實際情況決定是否採用非同步佇列。
三、釋出訂閱
釋出訂閱：
釋出一個數據，全部的訂閱者都能收到。
觀察者，一個數據源，多個接收者，只要訂閱了就可以收到的，能被多個數據源共享。
觀察者模式：微信訂閱號---群聊天---資料同步。。。
下面我們來看個小Demo：
/// <summary>
/// 釋出訂閱
/// 釋出一個數據，全部的訂閱者都能收到。
/// 觀察者，一個數據源，多個接收者，只要訂閱了就可以收到的，能被多個數據源共享。
/// 觀察者模式：微信訂閱號---群聊天---資料同步。。。
/// </summary>
public static void ShowPublishAndSubscribe()
{
Task.Run(() =>
{
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
service.Subscribe("TianYa",(c,message,iRedisSubscription) =>
{
Console.WriteLine($"註冊{1}{c}:{message}，Dosomething else");
if (message.Equals("exit"))
iRedisSubscription.UnSubscribeFromChannels("TianYa");
});//blocking
}
});
Task.Run(() =>
{
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
service.Subscribe("TianYa",iRedisSubscription) =>
{
Console.WriteLine($"註冊{2}{c}:{message}，Dosomething else");
if (message.Equals("exit"))
iRedisSubscription.UnSubscribeFromChannels("TianYa");
});//blocking
}
});
Task.Run(() =>
{
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
service.Subscribe("Twelve",iRedisSubscription) =>
{
Console.WriteLine($"註冊{3}{c}:{message}，Dosomething else");
if (message.Equals("exit"))
iRedisSubscription.UnSubscribeFromChannels("Twelve");
});//blocking
}
});
using (RedisListService service = new RedisListService())
{
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","TianYa1");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","TianYa2");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","TianYa3");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","Twelve1");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","Twelve2");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","Twelve3");
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("**********************************************");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","exit");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","TianYa6");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","TianYa7");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("TianYa","TianYa8");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","exit");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","Twelve6");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","Twelve7");
Thread.Sleep(1000);
service.Publish("Twelve","Twelve8");
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("結束");
}
}
執行結果如下所示：
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Demo原始碼：
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