如何用redis设计数据库初探

超、凢脫俗 2022-02-23 06:12 302阅读 0赞

## 如何用redis设计数据库初探 ##

### 文章目录 ###

*   *  如何用redis设计数据库初探
     *  前言
     *  设计用户信息表结构
     *   *  hash存储记录
         *  set存储id
         *  图示
     *  索引/查询:
     *   *  1、select\*
         *  2、根据主键查询记录
         *  3、其他列索引
     *  c++ 实现
     *  小结

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第一次用redis 如何设计数据库的笔记，但是后面觉得还是太麻烦了改用了json，感兴趣可以看一看吧。

## 前言 ##

最近需要一张用户信息表，因为数据量并不大，想先放在内存中，等需求变更了，再移到磁盘上，或者往mysql塞，那么问题来了，怎么用redis的数据类型设计一个关系数据库呢。

redis只有key-value这种存储结构，如果想利用它做成想其他数据库一样具备 `增删改查`等功能只能再设计了，这里分享一下我的设计方法，比较简单，我不知道算不算好，只是网上找了很久没找到一种通用的方法，如果有什么好的方法，还想请教一下各位，十分感谢。

## 设计用户信息表结构 ##

### hash存储记录 ###

`key值` : `域名:表名:主键`  
`value值` :直接使用redis的Hash类型  
如:

test:accounts_info:0 id 0 accounts ailumiyana_0 password 123456 nick_name sola_0
    test:accounts_info:1 id 1 accounts ailumiyana_1 password 123456 nick_name sola_1
    test:accounts_info:2 id 2 accounts ailumiyana_2 password 123456 nick_name sola_2
    test:accounts_info:3 id 3 accounts ailumiyana_3 password 123456 nick_name sola_3

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE3MzA4MzIx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### set存储id ###

另添加一个set集存放表主键, 也即id.  
`key值` : `ids:域名:表名`  
`value值`: id  
将已生成的用户id同时添加进set集合中.  
我这里用了list演示，不设计类型的特殊方法的话，演示效果是一样的。  
![Alt text][]

### 图示 ###

![Alt text][Alt text 1]

## 索引/查询: ##

### 1、select\* ###

查询所有记录 : 类似sql的select \* from table\_name  
有了set表后我们就可以使用redis中sort的get方法,获取所有记录.  
`sort ids:test:accounts_info get test:accounts_info:*->accounts get test:accounts_info:*->nick_name`  
![Alt text][Alt text 2]

### 2、根据主键查询记录 ###

直接使用string类型建立主键到id的索引，其实id就是主键，但是我们一般不会用id去找记录，更多的使用account账号去找.  
`key值` : `域名:表名:列键名:列键值`  
这样我们直接用get 取得accounts的id 后再去hash中查找记录就行了.  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE3MzA4MzIx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 3、其他列索引 ###

最后可以根据表的需要建立一些其他索引，  
方法同 2 ，使用类型不一定是set 哪个方便用哪个。  
例如 我要统计最近登录的10个用户的信息， 那么我直接用list 的 lrange limit 0 10 就能取到.  
![Alt text][Alt text 3]

## c++ 实现 ##

以上设计的c++实现，其中的redis的客户端使用了cpp\_redis库。

例程中 :  
1、我创建了一张 account\_info的表 默认使用accounts 作为主键

2、插入4个用户信息.

3、查询用户ailu\_1的记录值.

class table// : public redis::er_table
    {
        
    public:
        //! ctor
      table(void);
      //! dtor
      ~table(void) = default;
    
      //! copy ctor
      table(const table&) = delete;
      //! assignment operator
      table& operator=(const table&) = delete;
    
    public:
      //! vector type to save table records.
      typedef std::vector<std::string> records_t;
    
      //! vector type to save table records entitys.
      typedef std::vector<std::string> entitys_t;
    
    public:
      //! create table,
      //! default primary key is the records_t vec[0], if primary_key is empty!
      void create(const std::string& table_name, const records_t& vec, const std::string& primary_key = "");
    
    public:
      //! incr primary key id.
      std::string incr_id();
    
      //! insert new entity to table, pelease orderly insert refer to records vector !
      //! return false while entity exits.
      bool insert(const entitys_t& vec);
    
      //! get entitys by primary key value.
      entitys_t get_entitys_by_primary_key_value(const std::string& primary_key_value);
    
    private:
      //! get id by primary key value
      //! retrun "" while primary key inexitences.
      std::string get_id_by_primary_key_value(const std::string& primary_key_value);
    
    private:
      //! redis client
      cpp_redis::client m_redis_client;
    
      //!
      records_t m_records;
    
      //! records count.
      std::size_t m_records_count;
    
      //! ids set key
      std::string m_ids;
    
      //! table name
      std::string m_table_name;
    
      //! incr key
      uint64_t m_incr_key;
    
      //! primary key
      std::string m_primary_key;
      std::size_t m_primary_key_index;
    };
    
    
    table::table()
      :m_records_count(0),
      m_incr_key(0)
    {
        
      m_redis_client.connect();
      m_redis_client.select(3);
      m_redis_client.sync_commit();
    }
    
    void table::create(const std::string& table_name, const records_t& vec, const std::string& primary_key){
        
      assert(m_records_count == 0);
      m_ids = "ids:" + table_name;
      m_table_name = table_name;
      m_records = vec;
      m_records_count = vec.size();
      if(primary_key.empty()){
        
        m_primary_key = vec[0];
        m_primary_key_index = 0;
      } else {
        
        m_primary_key = primary_key;
        auto iter = std::find(vec.begin(), vec.end(), primary_key);
        if(iter == vec.end()){
        
          LOG_FATAL << "no such key.";
        }
        m_primary_key_index = iter - vec.begin();
      }
    
    }
    
    std::string table::incr_id(){
        
      return std::move(std::to_string(m_incr_key++));
    }
    
    std::string table::get_id_by_primary_key_value(const std::string& primary_key_value){
        
    
      std::future<cpp_redis::reply> fu = m_redis_client.get(primary_key_value);
      m_redis_client.sync_commit();
    
      cpp_redis::reply reply = fu.get();
    
      if(!reply.is_null()){
        
        return std::move(reply.as_string());
      }
    
      LOG_DEBUG << "primary_key " << primary_key_value << " inexitences. return \"\".";
    
      return "";
    }
    
    bool table::insert(const entitys_t& vec){
        
      assert(m_records_count != 0);
      assert(m_records_count == vec.size());
    
      std::string get_id = incr_id();
    
      // check whether the primary key already exists.
      std::string check_id = get_id_by_primary_key_value(vec[m_primary_key_index]);
      if(!check_id.empty()){
        
        return false;
      }
    
      // redis string type primary key to id index.
      //LOG_DEBUG << m_table_name + ":" + m_records[m_primary_key_index] + ":" + vec[m_primary_key_index];
      m_redis_client.set(m_table_name + ":" + m_records[m_primary_key_index] + ":" + vec[m_primary_key_index], get_id);
    
      // redis set type to save id.
      std::vector<std::string> id_vec = {
        get_id};
      m_redis_client.sadd(m_ids, id_vec);
    
      // redis hash type to save records key-value.
      std::vector<std::pair<std::string, std::string>> entitys_pair_vec;
    
      for(std::size_t i = 0; i < m_records_count; i++){
        
        entitys_pair_vec.emplace_back(make_pair(m_records[i], vec[i]));
      }
    
      m_redis_client.hmset(m_table_name + ":" + get_id, entitys_pair_vec);
    
      m_redis_client.sync_commit();
    
      return true;
    }
    
    table::entitys_t table::get_entitys_by_primary_key_value(const std::string& primary_key_value){
        
      std::string id = get_id_by_primary_key_value(m_table_name + ":" + m_records[m_primary_key_index] + ":" + primary_key_value);
    
      if(id == ""){
        
        static entitys_t static_empty_entitys_vec;
        return static_empty_entitys_vec;
        LOG_ERROR << "no this entitys";
      }
    
      entitys_t vec;
    
      std::future<cpp_redis::reply> reply = m_redis_client.hgetall(m_table_name + ":" + id);
      m_redis_client.sync_commit();
    
      std::vector<cpp_redis::reply> v = reply.get().as_array();
      auto iter = v.begin();
      for(iter++; iter < v.end(); iter += 2){
        
        //LOG_DEBUG << (*iter).as_string();
        vec.emplace_back((*iter).as_string());
      }
    
      return std::move(vec);
    }
    
    int main()
    {
        
      table accounts_info;
      table::records_t records_vec = {
        "id", "accounts", "password", "nick_name"};
      accounts_info.create("sip:accounts_info", records_vec, "accounts");
    
      table::entitys_t entitys_vec0 = {
        "0", "ailu_0", "123", "sola_0"};
      accounts_info.insert(entitys_vec0);
    
      table::entitys_t entitys_vec1 = {
        "1", "ailu_1", "123", "sola_1"};
      accounts_info.insert(entitys_vec1);
    
      table::entitys_t entitys_vec2 = {
        "2", "ailu_2", "123", "sola_2"};
      accounts_info.insert(entitys_vec2);
    
      table::entitys_t entitys_vec3 = {
        "3", "ailu_3", "123", "sola_3"};
      accounts_info.insert(entitys_vec3);
    
    
      table::entitys_t ailu_1_accounts = accounts_info.get_entitys_by_primary_key_value("ailu_1");
    
      auto it = ailu_1_accounts.begin();
      while(it != ailu_1_accounts.end()){
        
        std::cout << *it << std::endl;
        it++;
      }
    
      getchar();
      return 0;
    }

![Alt text][Alt text 4]

![Alt text][Alt text 5]

## 小结 ##

目前给出了redis增查简单设计方法，更新和删除也是通过redis的基本方法对应设计即可，这里不再详述。  
此外，可以看出redis的数据库设计还是比较灵活的，如何设计出最适合我们场景需求且高效的正是它难点所在。

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[Alt text 1]: /images/20220223/2915e9a5652d496b9cd2d87f9cbd0bcf.png
[Alt text 2]: /images/20220223/8d3ac04016af43d0b06c60bd4d6d890c.png
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[Alt text 3]: /images/20220223/82b38501c0fa4d1cbdbe24c72ecb0fc0.png
[Alt text 4]: /images/20220223/ac1e4ceb9b084d65a45309518ab90628.png
[Alt text 5]: /images/20220223/55d30fe216084c72985be944cc85af32.png