Go语言操作Redis

 

Redis介绍

Redis是一个开源的内存数据库,Redis提供了多种不同类型的数据结构,很多业务场景下的问题都可以很自然地映射到这些数据结构上。除此之外,通过复制、持久化和客户端分片等特性,我们可以很方便地将Redis扩展成一个能够包含数百GB数据、每秒处理上百万次请求的系统。

Redis支持的数据结构

Redis支持诸如字符串(strings)、哈希(hashes)、列表(lists)、集合(sets)、带范围查询的排序集合(sorted sets)、位图(bitmaps)、hyperloglogs、带半径查询和流的地理空间索引等数据结构(geospatial indexes)。

Redis应用场景

  • 缓存系统,减轻主数据库(MySQL)的压力。
  • 计数场景,比如微博、抖音中的关注数和粉丝数。
  • 热门排行榜,需要排序的场景特别适合使用ZSET。
  • 利用LIST可以实现队列的功能。

准备Redis环境

这里直接使用Docker启动一个redis环境,方便学习使用。

docker启动一个名为redis507的5.0.7版本的redis server示例:

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docker run --name redis507 -p 6379:6379 -d redis:5.0.7

  

注意:此处的版本、容器名和端口号请根据自己需要设置。

启动一个redis-cli连接上面的redis server:

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docker run -it --network host --rm redis:5.0.7 redis-cli

  

go-redis库

安装

区别于另一个比较常用的Go语言redis client库:redigo,我们这里采用https://github.com/go-redis/redis连接Redis数据库并进行操作,因为go-redis支持连接哨兵及集群模式的Redis。

使用以下命令下载并安装:

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go get -u github.com/go-redis/redis

  

连接

普通连接

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// 声明一个全局的rdb变量
var rdb *redis.Client
 
// 初始化连接
func initClient() (err error) {
    rdb = redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr:     "localhost:6379",
        Password: "", // no password set
        DB:       0,  // use default DB
    })
 
    _, err = rdb.Ping().Result()
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

  

连接Redis哨兵模式

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func initClient()(err error){
    rdb := redis.NewFailoverClient(&redis.FailoverOptions{
        MasterName:    "master",
        SentinelAddrs: []string{"x.x.x.x:26379", "xx.xx.xx.xx:26379", "xxx.xxx.xxx.xxx:26379"},
    })
    _, err = rdb.Ping().Result()
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

  

连接Redis集群

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func initClient()(err error){
    rdb := redis.NewClusterClient(&redis.ClusterOptions{
        Addrs: []string{":7000", ":7001", ":7002", ":7003", ":7004", ":7005"},
    })
    _, err = rdb.Ping().Result()
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

  

基本使用

set/get示例

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func redisExample() {
    err := rdb.Set("score", 100, 0).Err()
    if err != nil {
        fmt.Printf("set score failed, err:%v\n", err)
        return
    }
 
    val, err := rdb.Get("score").Result()
    if err != nil {
        fmt.Printf("get score failed, err:%v\n", err)
        return
    }
    fmt.Println("score", val)
 
    val2, err := rdb.Get("name").Result()
    if err == redis.Nil {
        fmt.Println("name does not exist")
    } else if err != nil {
        fmt.Printf("get name failed, err:%v\n", err)
        return
    } else {
        fmt.Println("name", val2)
    }
}

  

zset示例

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func redisExample2() {
    zsetKey := "language_rank"
    languages := []redis.Z{
        redis.Z{Score: 90.0, Member: "Golang"},
        redis.Z{Score: 98.0, Member: "Java"},
        redis.Z{Score: 95.0, Member: "Python"},
        redis.Z{Score: 97.0, Member: "JavaScript"},
        redis.Z{Score: 99.0, Member: "C/C++"},
    }
    // ZADD
    num, err := rdb.ZAdd(zsetKey, languages...).Result()
    if err != nil {
        fmt.Printf("zadd failed, err:%v\n", err)
        return
    }
    fmt.Printf("zadd %d succ.\n", num)
 
    // 把Golang的分数加10
    newScore, err := rdb.ZIncrBy(zsetKey, 10.0, "Golang").Result()
    if err != nil {
        fmt.Printf("zincrby failed, err:%v\n", err)
        return
    }
    fmt.Printf("Golang's score is %f now.\n", newScore)
 
    // 取分数最高的3个
    ret, err := rdb.ZRevRangeWithScores(zsetKey, 0, 2).Result()
    if err != nil {
        fmt.Printf("zrevrange failed, err:%v\n", err)
        return
    }
    for _, z := range ret {
        fmt.Println(z.Member, z.Score)
    }
 
    // 取95~100分的
    op := redis.ZRangeBy{
        Min: "95",
        Max: "100",
    }
    ret, err = rdb.ZRangeByScoreWithScores(zsetKey, op).Result()
    if err != nil {
        fmt.Printf("zrangebyscore failed, err:%v\n", err)
        return
    }
    for _, z := range ret {
        fmt.Println(z.Member, z.Score)
    }
}

  

输出结果如下:

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$ ./06redis_demo
zadd 0 succ.
Golang's score is 100.000000 now.
Golang 100
C/C++ 99
Java 98
JavaScript 97
Java 98
C/C++ 99
Golang 100

  

Pipeline

Pipeline 主要是一种网络优化。它本质上意味着客户端缓冲一堆命令并一次性将它们发送到服务器。这些命令不能保证在事务中执行。这样做的好处是节省了每个命令的网络往返时间(RTT)。

Pipeline 基本示例如下:

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pipe := rdb.Pipeline()
 
incr := pipe.Incr("pipeline_counter")
pipe.Expire("pipeline_counter", time.Hour)
 
_, err := pipe.Exec()
fmt.Println(incr.Val(), err)

  

上面的代码相当于将以下两个命令一次发给redis server端执行,与不使用Pipeline相比能减少一次RTT。

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INCR pipeline_counter
EXPIRE pipeline_counts 3600

  

也可以使用Pipelined

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var incr *redis.IntCmd
_, err := rdb.Pipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
    incr = pipe.Incr("pipelined_counter")
    pipe.Expire("pipelined_counter", time.Hour)
    return nil
})
fmt.Println(incr.Val(), err)

  

在某些场景下,当我们有多条命令要执行时,就可以考虑使用pipeline来优化。

事务

Redis是单线程的,因此单个命令始终是原子的,但是来自不同客户端的两个给定命令可以依次执行,例如在它们之间交替执行。但是,Multi/exec能够确保在multi/exec两个语句之间的命令之间没有其他客户端正在执行命令。

在这种场景我们需要使用TxPipelineTxPipeline总体上类似于上面的Pipeline,但是它内部会使用MULTI/EXEC包裹排队的命令。例如:

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pipe := rdb.TxPipeline()
 
incr := pipe.Incr("tx_pipeline_counter")
pipe.Expire("tx_pipeline_counter", time.Hour)
 
_, err := pipe.Exec()
fmt.Println(incr.Val(), err)

  

上面代码相当于在一个RTT下执行了下面的redis命令:

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MULTI
INCR pipeline_counter
EXPIRE pipeline_counts 3600
EXEC

  

还有一个与上文类似的TxPipelined方法,使用方法如下:

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var incr *redis.IntCmd
_, err := rdb.TxPipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
    incr = pipe.Incr("tx_pipelined_counter")
    pipe.Expire("tx_pipelined_counter", time.Hour)
    return nil
})
fmt.Println(incr.Val(), err)

  

Watch

在某些场景下,我们除了要使用MULTI/EXEC命令外,还需要配合使用WATCH命令。在用户使用WATCH命令监视某个键之后,直到该用户执行EXEC命令的这段时间里,如果有其他用户抢先对被监视的键进行了替换、更新、删除等操作,那么当用户尝试执行EXEC的时候,事务将失败并返回一个错误,用户可以根据这个错误选择重试事务或者放弃事务。

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Watch(fn func(*Tx) error, keys ...string) error

  

Watch方法接收一个函数和一个或多个key作为参数。基本使用示例如下:

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// 监视watch_count的值,并在值不变的前提下将其值+1
key := "watch_count"
err = client.Watch(func(tx *redis.Tx) error {
    n, err := tx.Get(key).Int()
    if err != nil && err != redis.Nil {
        return err
    }
    _, err = tx.Pipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
        pipe.Set(key, n+1, 0)
        return nil
    })
    return err
}, key)

  

最后看一个官方文档中使用GET和SET命令以事务方式递增Key的值的示例:

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const routineCount = 100
 
increment := func(key string) error {
    txf := func(tx *redis.Tx) error {
        // 获得当前值或零值
        n, err := tx.Get(key).Int()
        if err != nil && err != redis.Nil {
            return err
        }
 
        // 实际操作(乐观锁定中的本地操作)
        n++
 
        // 仅在监视的Key保持不变的情况下运行
        _, err = tx.Pipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
            // pipe 处理错误情况
            pipe.Set(key, n, 0)
            return nil
        })
        return err
    }
 
    for retries := routineCount; retries > 0; retries-- {
        err := rdb.Watch(txf, key)
        if err != redis.TxFailedErr {
            return err
        }
        // 乐观锁丢失
    }
    return errors.New("increment reached maximum number of retries")
}
 
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(routineCount)
for i := 0; i < routineCount; i++ {
    go func() {
        defer wg.Done()
 
        if err := increment("counter3"); err != nil {
            fmt.Println("increment error:", err)
        }
    }()
}
wg.Wait()
 
n, err := rdb.Get("counter3").Int()
fmt.Println("ended with", n, err)

  

更多详情请查阅文档

 

封装使用

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package sql_redis
 
import (
    "fmt"
    "github.com/go-redis/redis"
    "time"
)
 
var RedisDb *redis.Client
 
func init() {
    // 连接redis
    RedisDb = redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr: "127.0.0.1:6379",
    })
    _, err := RedisDb.Ping().Result()
    if err != nil {
        fmt.Println("未成功连接Redis:", err)
        return
    }
    println("连接Redis成功")
}
 
func RedisSet(key string, value interface{}, expiration time.Duration) (interface{},error) {
    err := RedisDb.Set(key, value, expiration).Err()
    if err != nil {
        return fmt.Sprintln("Redis设置指失败"),err
    }
    return  fmt.Sprintln("设置成功"),nil
}
 
func RedisGet(key string) (interface{}, error) {
    value, err := RedisDb.Get(key).Result()
    if err != nil {
        fmt.Println("Redis获取key失败")
        return nil, err
    }
    return value, nil
}

  

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