Go Lang Study Notes 20
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Wrote on Jan. 11, 2021, 3:49 p.m.
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：
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:
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:
go get -u github.com/go-redis/redis
连接
普通连接
// 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
}
V8新版本相关
最新版本的go-redis库的相关命令都需要传递context.Context参数，例如：
package main
import (
"context"
"fmt"
"time"
"github.com/go-redis/redis/v8" // 注意导入的是新版本
)
var (
rdb *redis.Client
)
// 初始化连接
func initClient() (err error) {
rdb = redis.NewClient(&redis.Options{
Addr: "localhost:16379",
Password: "", // no password set
DB: 0, // use default DB
PoolSize: 100, // 连接池大小
})
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
defer cancel()
_, err = rdb.Ping(ctx).Result()
return err
}
func V8Example() {
ctx := context.Background()
if err := initClient(); err != nil {
return
}
err := rdb.Set(ctx, "key", "value", 0).Err()
if err != nil {
panic(err)
}
val, err := rdb.Get(ctx, "key").Result()
if err != nil {
panic(err)
}
fmt.Println("key", val)
val2, err := rdb.Get(ctx, "key2").Result()
if err == redis.Nil {
fmt.Println("key2 does not exist")
} else if err != nil {
panic(err)
} else {
fmt.Println("key2", val2)
}
// Output: key value
// key2 does not exist
}
连接Redis哨兵模式
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
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
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
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：
$ ./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
根据前缀获取Key
vals, err := rdb.Keys(ctx, "prefix*").Result()
执行自定义命令
res, err := rdb.Do(ctx, "set", "key", "value").Result()
按通配符删除key
当通配符匹配的key的数量不多时，可以使用Keys()得到所有的key在使用Del命令删除。
如果key的数量非常多的时候，我们可以搭配使用Scan命令和Del命令完成删除。
ctx := context.Background()
iter := rdb.Scan(ctx, 0, "prefix*", 0).Iterator()
for iter.Next(ctx) {
err := rdb.Del(ctx, iter.Val()).Err()
if err != nil {
panic(err)
}
}
if err := iter.Err(); err != nil {
panic(err)
}
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：
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。
INCR pipeline_counter
EXPIRE pipeline_counts 3600
也可以使用Pipelined：
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：
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：
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：
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。
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：
// 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：
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)
