Redis 除了作为高性能缓存外，还因其丰富的数据结构和功能，广泛应用于多种场景。以下是 Redis 的十大核心用途及具体示例：

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1. 分布式会话存储

• 用途：存储用户会话信息（如登录状态），实现多服务间共享会话。
• 优势：避免传统 Session 存储在单点故障或扩展性问题。
• 数据结构：Hash（存储会话字段）、String（简单键值）。
• 示例：

  # 存储用户会话
  HSET user:session:1234 username "john" role "admin" expires 3600
  # 获取会话信息
  HGETALL user:session:1234
  

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2. 分布式锁

• 用途：实现跨服务的互斥锁，防止并发操作导致的数据不一致。
• 核心命令：SET key value NX PX 30000（原子操作 + 超时）。
• 示例（防止重复下单）：

  # 尝试获取锁（存在则失败）
  SET order_lock:1001 "locked" NX PX 10000
  # 释放锁（需结合Lua脚本保证原子性）
  if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
      return redis.call("del", KEYS[1])
  else
      return 0
  end
  

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3. 消息队列

• 用途：实现轻量级消息队列，支持异步任务处理。
• 数据结构：List（LPUSH/RPOP）、Stream（支持消费者组）。
• 示例（使用 List）：

  # 生产者推送任务
  LPUSH task_queue "send_email:user1@example.com"
  # 消费者获取任务
  RPOP task_queue
  

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4. 实时排行榜

• 用途：实时更新和查询排行榜（如游戏积分、商品销量）。
• 数据结构：Sorted Set（按分数排序）。
• 示例（游戏积分排行榜）：

  # 添加玩家积分
  ZADD game_leaderboard 1500 "player1" 2000 "player2" 1800 "player3"
  # 获取前10名
  ZREVRANGE game_leaderboard 0 9 WITHSCORES
  

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5. 计数器与限流

• 用途：统计访问量、点赞数，或限制接口请求频率。
• 核心命令：INCR、INCRBY、EXPIRE。
• 示例（接口限流：每分钟最多100次请求）：

  # 每次请求递增计数器
  INCR api_rate_limit:user123
  # 设置过期时间（首次设置时）
  EXPIRE api_rate_limit:user123 60
  # 检查是否超限
  GET api_rate_limit:user123  # 超过100则拒绝
  

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6. 发布/订阅（Pub/Sub）

• 用途：实现消息广播，支持实时通知（如聊天室、实时数据推送）。
• 核心命令：PUBLISH、SUBSCRIBE。
• 示例（实时新闻推送）：

  # 订阅频道
  SUBSCRIBE news_channel
  # 发布消息
  PUBLISH news_channel "Breaking: Redis 7.0 released!"
  

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7. 地理位置服务

• 用途：存储和查询地理位置（如附近的人、商家）。
• 数据结构：GEO（基于 Sorted Set 实现）。
• 示例（查找附近的餐厅）：

  # 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公里内的餐厅
  GEORADIUS restaurants 116.405285 39.912987 2 km WITHDIST
  

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8. 布隆过滤器（Bloom Filter）

• 用途：高效判断元素是否存在（如防止缓存穿透、去重）。
• 原理：基于概率的数据结构，占用空间极小。
• 示例（校验新用户是否已注册）：

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

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9. 实时数据分析

• 用途：统计在线用户数、实时点击量等。
• 数据结构：HyperLogLog（去重计数）、Bitmap（位操作）。
• 示例（统计每日活跃用户）：

  # 记录用户访问（用户ID为整型）
  SETBIT daily_active:20231001 1001 1
  # 统计总活跃用户数
  BITCOUNT daily_active:20231001
  

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10. 数据库与缓存的二级存储

• 用途：作为 MySQL 的二级存储，缓存复杂查询结果。
• 模式：先查 Redis，未命中则查数据库并回填。
• 示例（缓存商品详情）：

  # 查询商品信息
  GET product:detail:1001
  # 未命中时从数据库加载并写入Redis
  SET product:detail:1001 '{"id":1001,"name":"Phone"}' EX 3600
  

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总结

Redis 的多样化应用得益于其 高性能、丰富的数据结构 和 原子操作。合理使用 Redis 可以显著提升系统性能，解决分布式场景下的复杂问题。根据具体需求选择合适的数据结构和功能，是最大化 Redis 价值的关键。