Redis 集合（Set）

Redis 集合是一种无序的字符串集合，集合中的每个元素都是唯一的，不允许重复。集合适用于需要快速查找和去重的场景，如标签系统、好友列表、推荐系统等。

场景示例

  1. 标签系统

    • 示例： 
      SADD tags "golang"
SADD tags "redis"
SADD tags "database"
SMEMBERS tags
    • 说明：使用 SADD 添加标签，使用 SMEMBERS 获取所有标签。

  2. 好友列表

    • 示例： 
      SADD friends:user1 "user2"
SADD friends:user1 "user3"
SADD friends:user2 "user1"
SADD friends:user2 "user3"
SINTER friends:user1 friends:user2
    • 说明：使用 SADD 添加好友，使用 SINTER 获取共同好友。

  3. 推荐系统

    • 示例： 
      SADD viewed:product1 "user1"
SADD viewed:product1 "user2"
SADD viewed:product2 "user2"
SADD viewed:product2 "user3"
SUNION viewed:product1 viewed:product2
    • 说明：使用 SADD 记录查看产品的用户，使用 SUNION 获取所有查看过某些产品的用户。

  4. 去重操作

    • 示例： 
      SADD unique:emails "user1@example.com"
SADD unique:emails "user2@example.com"
SADD unique:emails "user1@example.com"
SMEMBERS unique:emails
    • 说明：使用 SADD 添加邮件地址，使用 SMEMBERS 获取唯一的邮件地址列表。

  5. 随机获取元素

    • 示例： 
      SADD colors "red" "green" "blue"
SRANDMEMBER colors
    • 说明：使用 SADD 添加颜色，使用 SRANDMEMBER 随机获取一个颜色。

底层实现

Redis 集合的底层实现主要基于两种数据结构：intset（整数集合）和 hashtable（哈希表）。

  1. 整数集合（intset）

    • 当集合中的所有元素都是整数且数量较少时，Redis 使用整数集合存储集合。整数集合是一种紧凑的编码方式，节省内存。
    • 结构： 
      typedef struct intset {
    uint32_t encoding;        // 编码方式
    uint32_t length;          // 集合中元素的数量
    int8_t contents[];        // 元素数组
} intset;
    • 优点：内存占用小，适合存储小规模整数集合。

  2. 哈希表（hashtable）

    • 当集合中的元素类型复杂或数量较多时，Redis 使用哈希表存储集合。哈希表提供快速的查找、插入和删除操作。
    • 结构： 
      typedef struct dictht {
    dictEntry **table;        // 哈希表数组
    unsigned long size;       // 哈希表大小
    unsigned long sizemask;   // 哈希表大小掩码，用于计算索引
    unsigned long used;       // 已使用节点数量
} dictht;

typedef struct dictEntry {
    void *key;                // 键
    void *val;                // 值（在集合中为 NULL）
    struct dictEntry *next;   // 链表指针，解决冲突
} dictEntry;
    • 优点：高效处理大规模数据，查找速度快。

Redis 会根据集合的元素类型和数量，动态选择最合适的数据结构进行存储，从而在性能和内存使用之间取得平衡。

Go 中使用 Redis 集合

在 Go 语言中，可以使用 go-redis 库来操作 Redis 集合。下面是一些基本操作示例。

  1. 连接 Redis

    package main

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

var ctx = context.Background()

func main() {
    rdb := redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr:     "localhost:6379",
        Password: "", // no password set
        DB:       0,  // use default DB
    })

    // 示例代码调用
    example(rdb)
}

func example(rdb *redis.Client) {
    // 示例操作
}

  2. 添加元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    err := rdb.SAdd(ctx, "tags", "golang").Err()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    err = rdb.SAdd(ctx, "tags", "redis").Err()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
}

  3. 获取所有元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    members, err := rdb.SMembers(ctx, "tags").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("Tags:", members)
}

  4. 检查元素是否存在

    func example(rdb *redis.Client) {
    exists, err := rdb.SIsMember(ctx, "tags", "golang").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("Is 'golang' a member of tags?", exists)
}

  5. 删除元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    err := rdb.SRem(ctx, "tags", "redis").Err()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    members, err := rdb.SMembers(ctx, "tags").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("Tags after removal:", members)
}

  6. 随机获取元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    member, err := rdb.SRandMember(ctx, "tags").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("Random tag:", member)
}

通过这些示例，可以在 Go 语言中方便地操作 Redis 集合，实现各种常见场景的需求。