在项目开发中redis的使用也比较频繁，本文介绍了Go语言中go-redis库的基本使用。

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：
    1. 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:
    1. 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:
    1. go get -u github.com/go-redis/redis

    连接

    普通连接

    1. // 声明一个全局的rdb变量
    2. var rdb *redis.Client
    3. // 初始化连接
    4. func initClient() (err error) {
    5.   rdb = redis.NewClient(&redis.Options{
    6.       Addr:     "localhost:6379",
    7.       Password: "", // no password set
    8.       DB:       0,  // use default DB
    9.   })
    10.   _, err = rdb.Ping().Result()
    11.   if err != nil {
    12.       return err
    13.   }
    14.   return nil
    15. }

    连接Redis哨兵模式

    1. func initClient()(err error){
    2.   rdb := redis.NewFailoverClient(&redis.FailoverOptions{
    3.       MasterName:    "master",
    4.       SentinelAddrs: []string{"x.x.x.x:26379", "xx.xx.xx.xx:26379", "xxx.xxx.xxx.xxx:26379"},
    5.   })
    6.   _, err = rdb.Ping().Result()
    7.   if err != nil {
    8.       return err
    9.   }
    10.   return nil
    11. }

    连接Redis集群

    1. func initClient()(err error){
    2.   rdb := redis.NewClusterClient(&redis.ClusterOptions{
    3.       Addrs: []string{":7000", ":7001", ":7002", ":7003", ":7004", ":7005"},
    4.   })
    5.   _, err = rdb.Ping().Result()
    6.   if err != nil {
    7.       return err
    8.   }
    9.   return nil
    10. }

    基本使用

    set/get示例

    1. func redisExample() {
    2.   err := rdb.Set("score", 100, 0).Err()
    3.   if err != nil {
    4.       fmt.Printf("set score failed, err:%v\n", err)
    5.       return
    6.   }
    7.   val, err := rdb.Get("score").Result()
    8.   if err != nil {
    9.       fmt.Printf("get score failed, err:%v\n", err)
    10.       return
    11.   }
    12.   fmt.Println("score", val)
    13.   val2, err := rdb.Get("name").Result()
    14.   if err == redis.Nil {
    15.       fmt.Println("name does not exist")
    16.   } else if err != nil {
    17.       fmt.Printf("get name failed, err:%v\n", err)
    18.       return
    19.   } else {
    20.       fmt.Println("name", val2)
    21.   }
    22. }

    zset示例

    1. func redisExample2() {
    2.   zsetKey := "language_rank"
    3.   languages := []redis.Z{
    4.       redis.Z{Score: 90.0, Member: "Golang"},
    5.       redis.Z{Score: 98.0, Member: "Java"},
    6.       redis.Z{Score: 95.0, Member: "Python"},
    7.       redis.Z{Score: 97.0, Member: "JavaScript"},
    8.       redis.Z{Score: 99.0, Member: "C/C++"},
    9.   }
    10.   // ZADD
    11.   num, err := rdb.ZAdd(zsetKey, languages...).Result()
    12.   if err != nil {
    13.       fmt.Printf("zadd failed, err:%v\n", err)
    14.       return
    15.   }
    16.   fmt.Printf("zadd %d succ.\n", num)
    17.   // 把Golang的分数加10
    18.   newScore, err := rdb.ZIncrBy(zsetKey, 10.0, "Golang").Result()
    19.   if err != nil {
    20.       fmt.Printf("zincrby failed, err:%v\n", err)
    21.       return
    22.   }
    23.   fmt.Printf("Golang's score is %f now.\n", newScore)
    24.   // 取分数最高的3个
    25.   ret, err := rdb.ZRevRangeWithScores(zsetKey, 0, 2).Result()
    26.   if err != nil {
    27.       fmt.Printf("zrevrange failed, err:%v\n", err)
    28.       return
    29.   }
    30.   for _, z := range ret {
    31.       fmt.Println(z.Member, z.Score)
    32.   }
    33.   // 取95~100分的
    34.   op := redis.ZRangeBy{
    35.       Min: "95",
    36.       Max: "100",
    37.   }
    38.   ret, err = rdb.ZRangeByScoreWithScores(zsetKey, op).Result()
    39.   if err != nil {
    40.       fmt.Printf("zrangebyscore failed, err:%v\n", err)
    41.       return
    42.   }
    43.   for _, z := range ret {
    44.       fmt.Println(z.Member, z.Score)
    45.   }
    46. }
    输出结果如下：
    1. $ ./06redis_demo 
    2. zadd 0 succ.
    3. Golang's score is 100.000000 now.
    4. Golang 100
    5. C/C++ 99
    6. Java 98
    7. JavaScript 97
    8. Java 98
    9. C/C++ 99
    10. 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：
    1. pipe := rdb.Pipeline()
    2. incr := pipe.Incr("pipeline_counter")
    3. pipe.Expire("pipeline_counter", time.Hour)
    4. _, err := pipe.Exec()
    5. 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。
    1. INCR pipeline_counter
    2. EXPIRE pipeline_counts 3600
    也可以使用Pipelined：
    1. var incr *redis.IntCmd
    2. _, err := rdb.Pipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
    3.   incr = pipe.Incr("pipelined_counter")
    4.   pipe.Expire("pipelined_counter", time.Hour)
    5.   return nil
    6. })
    7. 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TxPipeline。TxPipeline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：
    1. pipe := rdb.TxPipeline()
    2. incr := pipe.Incr("tx_pipeline_counter")
    3. pipe.Expire("tx_pipeline_counter", time.Hour)
    4. _, err := pipe.Exec()
    5. 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：
    1. MULTI
    2. INCR pipeline_counter
    3. EXPIRE pipeline_counts 3600
    4. EXEC
    还有一个与上文类似的TxPipelined方法，使用方法如下：
    1. var incr *redis.IntCmd
    2. _, err := rdb.TxPipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
    3.   incr = pipe.Incr("tx_pipelined_counter")
    4.   pipe.Expire("tx_pipelined_counter", time.Hour)
    5.   return nil
    6. })
    7. 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。
    1. 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：
    1. // 监视watch_count的值，并在值不变的前提下将其值+1
    2. key := "watch_count"
    3. err = client.Watch(func(tx *redis.Tx) error {
    4.   n, err := tx.Get(key).Int()
    5.   if err != nil && err != redis.Nil {
    6.       return err
    7.   }
    8.   _, err = tx.Pipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
    9.       pipe.Set(key, n+1, 0)
    10.       return nil
    11.   })
    12.   return err
    13. }, 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：
    1. const routineCount = 100
    2. increment := func(key string) error {
    3.   txf := func(tx *redis.Tx) error {
    4.       // 获得当前值或零值
    5.       n, err := tx.Get(key).Int()
    6.       if err != nil && err != redis.Nil {
    7.           return err
    8.       }
    9.       // 实际操作（乐观锁定中的本地操作）
    10.       n++
    11.       // 仅在监视的Key保持不变的情况下运行
    12.       _, err = tx.Pipelined(func(pipe redis.Pipeliner) error {
    13.           // pipe 处理错误情况
    14.           pipe.Set(key, n, 0)
    15.           return nil
    16.       })
    17.       return err
    18.   }
    19.   for retries := routineCount; retries > 0; retries-- {
    20.       err := rdb.Watch(txf, key)
    21.       if err != redis.TxFailedErr {
    22.           return err
    23.       }
    24.       // 乐观锁丢失
    25.   }
    26.   return errors.New("increment reached maximum number of retries")
    27. }
    28. var wg sync.WaitGroup
    29. wg.Add(routineCount)
    30. for i := 0; i < routineCount; i++ {
    31.   go func() {
    32.       defer wg.Done()
    33.       if err := increment("counter3"); err != nil {
    34.           fmt.Println("increment error:", err)
    35.       }
    36.   }()
    37. }
    38. wg.Wait()
    39. n, err := rdb.Get("counter3").Int()
    40. fmt.Println("ended with", n, err)
    更多详情请查阅文档。