Redis 除了作為高性能緩存外，還因其豐富的數據結構和功能，廣泛應用于多種場景。以下是 Redis 的十大核心用途及具體示例：

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1. 分布式會話存儲

• 用途：存儲用戶會話信息（如登錄狀態），實現多服務間共享會話。
• 優勢：避免傳統 Session 存儲在單點故障或擴展性問題。
• 數據結構：Hash（存儲會話字段）、String（簡單鍵值）。
• 示例：

  # 存儲用戶會話
  HSET user:session:1234 username "john" role "admin" expires 3600
  # 獲取會話信息
  HGETALL user:session:1234
  

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2. 分布式鎖

• 用途：實現跨服務的互斥鎖，防止并發操作導致的數據不一致。
• 核心命令：SET key value NX PX 30000（原子操作 + 超時）。
• 示例（防止重復下單）：

  # 嘗試獲取鎖（存在則失敗）
  SET order_lock:1001 "locked" NX PX 10000
  # 釋放鎖（需結合Lua腳本保證原子性）
  if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("del", KEYS[1])
  elsereturn 0
  end
  

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3. 消息隊列

• 用途：實現輕量級消息隊列，支持異步任務處理。
• 數據結構：List（LPUSH/RPOP）、Stream（支持消費者組）。
• 示例（使用 List）：

  # 生產者推送任務
  LPUSH task_queue "send_email:user1@example.com"
  # 消費者獲取任務
  RPOP task_queue
  

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4. 實時排行榜

• 用途：實時更新和查詢排行榜（如游戲積分、商品銷量）。
• 數據結構：Sorted Set（按分數排序）。
• 示例（游戲積分排行榜）：

  # 添加玩家積分
  ZADD game_leaderboard 1500 "player1" 2000 "player2" 1800 "player3"
  # 獲取前10名
  ZREVRANGE game_leaderboard 0 9 WITHSCORES
  

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5. 計數器與限流

• 用途：統計訪問量、點贊數，或限制接口請求頻率。
• 核心命令：INCR、INCRBY、EXPIRE。
• 示例（接口限流：每分鐘最多100次請求）：

  # 每次請求遞增計數器
  INCR api_rate_limit:user123
  # 設置過期時間（首次設置時）
  EXPIRE api_rate_limit:user123 60
  # 檢查是否超限
  GET api_rate_limit:user123  # 超過100則拒絕
  

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6. 發布/訂閱（Pub/Sub）

• 用途：實現消息廣播，支持實時通知（如聊天室、實時數據推送）。
• 核心命令：PUBLISH、SUBSCRIBE。
• 示例（實時新聞推送）：

  # 訂閱頻道
  SUBSCRIBE news_channel
  # 發布消息
  PUBLISH news_channel "Breaking: Redis 7.0 released!"
  

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7. 地理位置服務

• 用途：存儲和查詢地理位置（如附近的人、商家）。
• 數據結構：GEO（基于 Sorted Set 實現）。
• 示例（查找附近的餐廳）：

  # 添加地理位置
  GEOADD restaurants 116.404269 39.913818 "restaurant_A"
  GEOADD restaurants 116.407531 39.915264 "restaurant_B"
  # 查找2公里內的餐廳
  GEORADIUS restaurants 116.405285 39.912987 2 km WITHDIST
  

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8. 布隆過濾器（Bloom Filter）

• 用途：高效判斷元素是否存在（如防止緩存穿透、去重）。
• 原理：基于概率的數據結構，占用空間極小。
• 示例（校驗新用戶是否已注冊）：

  # 添加元素
  BF.ADD users "user123"
  # 檢查是否存在
  BF.EXISTS users "user123"  # 返回1（可能存在）或0（一定不存在）
  

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9. 實時數據分析

• 用途：統計在線用戶數、實時點擊量等。
• 數據結構：HyperLogLog（去重計數）、Bitmap（位操作）。
• 示例（統計每日活躍用戶）：

  # 記錄用戶訪問（用戶ID為整型）
  SETBIT daily_active:20231001 1001 1
  # 統計總活躍用戶數
  BITCOUNT daily_active:20231001
  

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10. 數據庫與緩存的二級存儲

• 用途：作為 MySQL 的二級存儲，緩存復雜查詢結果。
• 模式：先查 Redis，未命中則查數據庫并回填。
• 示例（緩存商品詳情）：

  # 查詢商品信息
  GET product:detail:1001
  # 未命中時從數據庫加載并寫入Redis
  SET product:detail:1001 '{"id":1001,"name":"Phone"}' EX 3600
  

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總結

Redis 的多樣化應用得益于其 高性能、豐富的數據結構 和 原子操作。合理使用 Redis 可以顯著提升系統性能，解決分布式場景下的復雜問題。根據具體需求選擇合適的數據結構和功能，是最大化 Redis 價值的關鍵。