如何用redis设计数据库初探

redis设计关系数据库

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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，还是想请教一下各位，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

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。

图示

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

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.

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.

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;
}

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。