Redis哈希数详解

悠悠 2023-07-17 06:42 33阅读 0赞

**Redis 中哈希结构就如同 Java 的 map 一样，一个对象里面有许多键值对，它是特别适合存储对象的，如果内存足够大，那么一个 Redis 的 hash 结构可以存储 2 的 32 次方减 1 个键值对（40 多亿）。**

一般而言，不会使用到那么大的一个键值对，所以我们认为 Redis 可以存储很多的键值对。在 Redis 中，hash 是一个 String 类型的 field 和 value 的映射表，因此我们存储的数据实际在 Redis 内存中都是一个个字符串而已。

假设角色有 3 个字段：编号（id）、角色名称（roleName）和备注（note），这样就可以使用一个 hash 结构保存它，它的内存结果如下表所示。

![在这里插入图片描述][20200320111449105.PNG]

在 Redis 中它就是一个这样的结构，其中 role\_1 代表的是这个 hash 结构在 Redis 内存的 key，通过它就可以找到这个 hash 结构，而 hash 结构由一系列的 field 和 value 组成，下面用 Redis 的命令来保存角色对象，如下图所示。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc0Mzc5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

上面的命令保存了一个角色对象。在 Redis 中，角色对象是通过键 role\_1 来索引的，而角色本身是一个 hash 结构。hash 的键值对在内存中是一种无序的状态，我们可以通过键找到对应的值。

Redis hash结构命令

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc0Mzc5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

从表中可以看出，在 Redis 中的哈希结构和字符串有着比较明显的不同。

首先，命令都是以 h 开头，代表操作的是 hash 结构。其次，大多数命令多了一个层级 field，这是 hash 结构的一个内部键，也就是说 Redis 需要通过 key 索引到对应的 hash 结构，再通过 field 来确定使用 hash 结构的哪个键值对。

下面通过 Redis 的这些操作命令来展示如何使用它们。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc0Mzc5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

从图中可以看到，Redis 关于哈希结构的相关命令。这里需要注意的是：

哈希结构的大小，如果哈希结构是个很大的键值对，那么使用它要十分注意，尤其是关于 hkeys、hgetall、hvals 等返回所有哈希结构数据的命令，会造成大量数据的读取。这需要考虑性能和读取数据大小对 JVM 内存的影响。

对于数字的操作命令 hincrby 而言，要求存储的也是整数型的字符串，对于 hincrbyfloat 而言，则要求使用浮点数或者整数，否则命令会失败。

有了上面的描述，读者应该对 hash 结构有了一定的认识，也知道如何使用命令去操作它，现在讨论如何使用 Spring 去操作 Redis 的 hash 结构，由于 Spring 对 Redis 进行了封装，所以有必要对 RedisTemplate 的配置项进行修改。下面先修改 RedisTemplate 的配置，代码如下所示。

这里把 Spring 提供的 RedisTemplate 的默认序列化器（defaultSerializer）修改为了字符串序列化器。因为在 Spring 对 hash 结构的操作中会涉及 map 等其他类的操作，所以需要明确它的规则。

这里只是指定默认的序列化器，如果想为 hash 结构指定序列化器，可以使用 RedisTemplate 提供的两个属性 hashKeySerializer 和 hashValueSerializer，来为 hash 结构的 field 和 value 指定序列化器。做了这样的修改我们用 Spring 来完成功能，代码如下所示。

public static void testRedisHash()  { 
        ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
        RedisTemplate redisTemplate =  applicationcontext.getBean(RedisTemplate.class);
        String key = "hash";
        Map<String, String> map = new HashMap<String,String>();
        map.put("f1", "val1");
        map.put("f2", "val2");
        // 相当于hmset命令
        redisTemplate.opsForHash().putAll(key, map);
        // 相当于hset命令
        redisTemplate.opsForHash().put(key, "f3", "6");
        printValueForhash (redisTemplate, key, "f3");
        // 相当于 hexists key filed 命令
        boolean exists = redisTemplate.opsForHash().hasKey(key, "f3");
        System.out.println(exists);
        // 相当于hgetall命令
        Map keyValMap = redisTemplate.opsForHash().entries(key);
        //相当于hincrby命令
        redisTemplate.opsForHash().increment(key, "f3",2);
        printValueForhash (redisTemplate, key, "f3");
        //相当于hincrbyfloat命令
        redisTemplate.opsForHash().increment (key, "f3", 0.88);
        printValueForhash(redisTemplate, key, "f3");
        //相当于hvals命令
        List valueList = redisTemplate.opsForHash().values(key);
        //相当于hkeys命令
        Set keyList = redisTemplate.opsForHash().keys(key);
        List<String> fieldList = new ArrayList<String>();
        fieldList.add("f1");
        fieldList.add("f2");
        //相当于hmget命令
        List valueList2 = redisTemplate.opsForHash().multiGet(key, keyList);
        //相当于hsetnx命令
        boolean success = redisTemplate.opsForHash () .putlfAbsent(key, "f4", "val4");
        System.out.println(success);
        //相当于hdel命令
        Long result = redisTemplate.opsForHash().delete(key, "fl", "f2");
        System.out.println(result);   
    }
    private static void printValueForhash(RedisTemplate redisTemplate,String key,String field) { 
        //相当于hget命令
        Object value = redisTemplate.opsForHash().get(key,field);
        System.out.println(value);
    }

解说

1 hmset 命令，在 Java 的 API 中，是使用 map 保存多个键值对在先的。

2 hgetall 命令会返回所有的键值对，并保存到一个 map 对象中，如果 hash 结构很大，那么要考虑它对 JVM 的内存影响。

3 hincrby 和 hincrbyFloat 命令都采用 increment 方法，Spring 会识别它具体使用何种方法。

4 redisTemplate.opsForHash().values(key) 方法相当于 hvals 命令，它会返回所有的值，并保存到一个 List 对象中；而 redisTemplate.opsForHash().keys(key) 方法相当于 hkeys 命令，它会获取所有的键，保存到一个 Set 对象中。

5 在 Spring 中使用 redisTemplate.opsForHash().putAll(key,map) 方法相当于执行了 hmset 命令，使用了 map，由于配置了默认的序列化器为字符串，所以它也只会用字符串进行转化，这样才能执行对应的数值加法，如果使用其他序列化器，则后面的命令可能会抛出异常。

6 在使用大的 hash 结构时，需要考虑返回数据的大小，以避免返回太多的数据，引发 JVM 内存溢出或者 Redis 的性能问题。

[20200320111449105.PNG]: /images/20230528/078cf9a4c8894af6bc4ab5953fd95cdd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc0Mzc5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/5516bc503bd647d69ebe76c8275b62eb.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc0Mzc5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/09b87b9f23f04ec2a22c1a909d25cd5c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc0Mzc5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230528/0347659e19f346309ad32dc0e080bebd.png