一、简介

Redis有5种基本数据结构,分别是string、list(列表)、hash(字典)、set(集合)、zset(有序集合),这是必须掌握的5种基本数据结构.注意Redis作为一个键值对缓存系统,其所有的数据结构,都以唯一的key(字符串)作为名称,然后通过key来获取对应的数据.

 

二、.Net开发环境搭建

这个版本,暂时不考虑并发问题,后续的文章会说!

第一步:安装StackExchange.Redis包,我用的是2.0.519版本的.

第二步:编写代码,采用扩展方法的链式编程模式+async/await的编程模型

AppConfiguration.cs  全局配置类

/// 
    /// 全局配置类    /// 
    public class AppConfiguration    {        /// 
        /// 单例实现,static关键字默认加锁        /// 
        static AppConfiguration()        {            Current = new AppConfiguration();        }        public static readonly AppConfiguration Current;        /// 
        /// 配置完Redis之后,所有需要的Redis基础服务对象，都在这里面        /// 
        public RedisConfigurations RedisConfigurations { get; set; }    }

FluentConfiguration.cs 链式配置核心类

/// 
    /// 链式编程模式,扩展方法实现    /// 
    public static class FluentConfiguration    {        /// 
        /// 配置Redis        /// 
        /// 
             ///         /// 
             public static AppConfiguration ConfigureRedis
     
      (this AppConfiguration configuration) where T: IRedisConfig, new()        {            if (configuration == null)                throw new ArgumentNullException("configuration");            var config = new T();            var redisConfigurations=config.ConfigRedis();            configuration.RedisConfigurations = redisConfigurations;            return configuration;        }    }
     

RedisConfigurations.cs Redis全局配置共享类

/// 
    /// Redis配置完毕后,返回需要使用的相关对象    /// 
    public class RedisConfigurations    {        public IConnectionMultiplexer ConnectionMultiplexer { get; set; }    }

RedisConfig.cs Redis配置类

/// 
    /// Redis配置类    /// 
    public class RedisConfig : IRedisConfig    {        /// 
        /// 比较耗费资源,所以写入缓存,全局共享        /// 封装了Redis基础服务对象的详细信息        /// 
        public static ConnectionMultiplexer ConnectionMultiplexer { get; }        /// 
        /// 可能存在线程安全的配置,或者只需要初始化一次的配置,放这里        /// 
        static RedisConfig()        {            //暂时读配置文件,后期可以用Core的配置文件系统读json文件            var redisServerAdress = ConfigurationManager.AppSettings["RedisServerAdress"];            if (string.IsNullOrEmpty(redisServerAdress))                throw new ApplicationException("配置文件中未找到RedisServer的有效配置");            ConnectionMultiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect(redisServerAdress);        }        /// 
        /// 配置Redis        /// 

相关约束接口如下:

/// 
    /// Redis配置约束    /// 
    public interface IRedisConfig    {        /// 
        /// 配置Redis        /// 
        RedisConfigurations ConfigRedis();    }    /// 
    /// Redis客户端实例约束接口    /// 
    public interface IRedisInstance    {    }

RedisClient.cs Redis客户端调用类

/// 
    /// 基于async和await的异步操作的Redis客户端,有效利用CPU资源    /// 
    public class RedisClient: IRedisInstance    {        private static RedisConfigurations RedisConfigurations { get; }        static RedisClient()        {            RedisConfigurations=AppConfiguration.Current.RedisConfigurations;        }        /// 
        /// 异步,写入键值对        /// 
        ///         ///         /// 
             public static async Task
     
       StringSetAsync(string key,string value)        {            var db=GetDatabase();            return await db.StringSetAsync(key,value);        }        /// 
      
        /// 根据传入键,异步获取对应的值        /// 
        /// 
              /// 
              public static async Task
      
        StringGetAsync(string key)        {            var db = GetDatabase();            return await db.StringGetAsync(key);        }        /// 
       
        /// 异步判断是否存在某个键        /// 
        /// 
               /// 
               public static async Task
       
         KeyExistsAsync(string key)        {            var db = GetDatabase();            return await db.KeyExistsAsync(key);        }        /// 
        
        /// 异步删除某个键        /// 
        /// 
                /// 
                public static async Task
        
          KeyDeleteAsync(string key)        {            var db = GetDatabase();            return await db.KeyDeleteAsync(key);        }        /// 
         
        /// Redis DataBase工厂方法        /// 
        /// 
                 private static IDatabase GetDatabase()        {            return RedisConfigurations.ConnectionMultiplexer.GetDatabase();        }    }
        
       
      
     

暂时只扩展了一些方法,或许会持续扩展.

Program.cs 控制台入口类

class Program    {        static Program()        {            //链式配置Redis            AppConfiguration.Current.ConfigureRedis
     
      ();        }        static void Main(string[] args)        {            StringSetGetAsync();            Console.ReadKey();        }        static async void StringSetGetAsync()        {            if (await RedisClient.StringSetAsync("name", "xiaochao"))            {                Console.WriteLine("Redis中键为name的值为:{0}", await RedisClient.StringGetAsync("name"));            }            else {                Console.WriteLine("写入异常");            }        }    }
     

ok,到这里.Net下使用StackExchange.Redis包操作Redis的环境构建完毕.

运行代码:

控制台环境:

Redis桌面管理工具

Linux下Redis-cli

后续的文章都会围绕上面三个操作方式展开.

 

三、string(字符串)

1、简单键值对操作

字符串string是Redis中最简单的数据类型,内部原理和C#的string类型一样,是一个字符数组.常见的用法是缓存一些用户数据,将用户数据序列化程Json,然后以用户Id作为键值,然后将用户数据存入Redis中.获取的时候,只需要通过用户Id去获取,然后将Json反序列化成对应的实体.

注:Redis的string类型是动态字符串,而且支持修改,这和C#中的string不一样,内部结构类似于C#中的List,有一个初始大小,如果存入string的长度大小大于string的初始大小,那么每次都会扩展1倍的大小.但是字符串最大长度只能为512MB.

代码实战:

(1)、Linux终端

(2)、C#控制台

修改控制台方法如下:

static void Main(string[] args)        {            StringSetGetAsync();            Console.ReadKey();        }        static async void StringSetGetAsync()        {            var key = "name";            if (await RedisClient.StringSetAsync(key, "xiaochao"))            {                Console.WriteLine("Redis中键为name的值为:{0}", await RedisClient.StringGetAsync(key));                if (await RedisClient.KeyExistsAsync(key))                {                    Console.WriteLine("Redis中,存在key为name的键值对");                }                if (await RedisClient.KeyDeleteAsync(key))                {                    Console.WriteLine($"删除键:{key}成功");                    if (await RedisClient.KeyExistsAsync(key))                        Console.WriteLine($"{key}存在,删除失败");                    else                        Console.WriteLine($"{key}不存在了,被删除了");                }            }            else {                Console.WriteLine("写入异常");            }        }

桌面管理工具:

 

2、批量键值对操作

C#控制台:首先引入Newtonsoft.Json包

修改RedisClient.cs如下,给它扩展两个方法

/// 
        /// 异步批量插入键值对        /// 
        ///         /// 
             public static async Task
     
       StringSetAsync(KeyValuePair
      
       [] keyValuePair)        {            var db = GetDatabase();            return await db.StringSetAsync(keyValuePair);        }        /// 
       
        /// 异步批量获取值        /// 
        /// 
               /// 
               public static async Task
       
         StringGetAsync(RedisKey[] keys)        {            var db = GetDatabase();            return await db.StringGetAsync(keys);        }
       
      
     

Program.cs如下:

class Program    {        static Program()        {            //链式配置Redis            AppConfiguration.Current.ConfigureRedis
     
      ();        }        static void Main(string[] args)        {            StringSetGetAsync();            Console.ReadKey();        }        static async void StringSetGetAsync()        {            var userInfos = UserInfo.UserInfos;            var keyValues = new KeyValuePair
      
       [userInfos.Count];            var keys =new RedisKey[userInfos.Count];            for (var i = 0; i < userInfos.Count; i++)            {                var currUserInfo = userInfos[i];                var key = currUserInfo.Id.ToString();                var value = JsonConvert.SerializeObject(currUserInfo);                keyValues[i] = new KeyValuePair
       
        (key, value);                keys[i] = key;            }            if (await RedisClient.StringSetAsync(keyValues))            {                try                {                    var values = await RedisClient.StringGetAsync(keys);                    for (var i = 0; i < values.Length; i++)                    {                        Console.WriteLine(values[i]);                    }                }                //捕获辅助线程产生的异常                catch (AggregateException ex)                {                    ex.Handle(x =>                    {                        //记录日志                        Console.WriteLine("异常处理完毕,批量获取值失败!");                        return true;                    });                }            }            else            {                //记录日志                Console.WriteLine("写入异常");            }        }        class UserInfo        {            public Guid Id { get; set; }            public string Name { get; set; }            public int Age { get; set; }            internal static List
        
          UserInfos = new List
         
          ()            {                new UserInfo()                {                    Id=Guid.NewGuid(),                    Name="小超",                    Age=23                },                 new UserInfo()                {                    Id=Guid.NewGuid(),                    Name="大超",                    Age=23                },            };        }    }
         
        
       
      
     

(2)、管理工具

(3)、Linux终端

 

3、过期时间

Redis可以给Key设置过期时间,到达设置的时间,对应的键值对会被删除,内存会被回收,这个功能常用来控制缓存的失效时间.这里这个自动删除的机制很复杂,这里不想说太多,只介绍基本用法,后续的文章会介绍.

C#控制台,修改RedisClient.cs中的StringSetAsync方法如下:

/// 
        /// 异步,写入键值对,可指定过期时间        /// 
        ///         ///         /// 过期时间        /// 
             public static async Task
     
       StringSetAsync(string key,string value, TimeSpan? expireTime=null)        {            var db=GetDatabase();            return await db.StringSetAsync(key,value, expireTime);        }
     

Program.cs代码如下:

class Program    {        static Program()        {            //链式配置Redis            AppConfiguration.Current.ConfigureRedis
     
      ();        }        static void Main(string[] args)        {            StringSetGetAsync();            Console.ReadKey();        }        static async void StringSetGetAsync()        {                     if (await RedisClient.StringSetAsync("name","xiaochao",TimeSpan.FromSeconds(2)))            {                Console.WriteLine("Redis中存在键为name的键值对,值为:{0}",await RedisClient.StringGetAsync("name"));                await Task.Delay(2000);//模拟休息两秒                Console.WriteLine("休息两秒后,Redis的键为name的键值对:{0}", string.IsNullOrEmpty(await RedisClient.StringGetAsync("name")) ? "不存在" : "存在");            }            else            {                //记录日志                Console.WriteLine("写入异常");            }        }    }
     

这边其它两个终端就不演示了,自行观察.

 

4、计数器

Redis提供了自增命令,前提操作的数据必须是整数,而且自增是有范围的.默认对应long的最大值,一般达不到这个值.

C#控制台:

修改RedisClient.cs下的StringSetAsync方法如下:

/// 
        /// 异步,写入键值对,可指定过期时间        /// 
        ///         ///         /// 过期时间        /// 
             public static async Task
     
       StringSetAsync(string key,RedisValue value, TimeSpan? expireTime=null)        {            var db=GetDatabase();            return await db.StringSetAsync(key, value, expireTime);        }
     

Program.cs代码如下:

class Program    {        static Program()        {            //链式配置Redis            AppConfiguration.Current.ConfigureRedis
     
      ();        }        static void Main(string[] args)        {            StringSetGetAsync();            Console.ReadKey();        }        static async void StringSetGetAsync()        {                     if (await RedisClient.StringSetAsync("站点首页",0))            {                                   //模拟用户访问                    Parallel.For(0, 250000, async (i, ParallelLoopState) =>                     {                         try                         {                             await RedisClient.StringIncrementAsync("站点首页");                         }                         catch (RedisServerException ex)                         {                             //记录日志                             Console.WriteLine(ex.Message);                             ParallelLoopState.Stop();                             return;                         }                     });                    //输出站点的UV                    Console.WriteLine(await RedisClient.StringGetAsync("站点首页"));            }            else            {                //记录日志                Console.WriteLine("写入异常");            }        }    }
     

注:这里存在两个问题，如果你把Parallel的上限值设置的过大,那么短时间内,可能Redis无法处理这么多的并发量,而报超时错误,这个时候,解决方案是使用集群或者升级虚拟机硬件配置的方式,解决这个问题,但是这里就不演示了.第二个问题是,如果把Set的初始值设为Long.MaxValue,那么Redis会报溢出错误,上面的代码已经处理.