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Redisson分布式集合原理及应用

news 来源：原创 2025/7/14 8:48:48

Redisson是一个用于Redis的Java客户端，它简化了复杂的数据结构和分布式服务的使用。

适用场景对比

数据结构适用场景优点
RList消息队列、任务队列、历史记录分布式共享、阻塞操作、分页查询
RMap缓存、配置中心、键值关联数据支持键值对、分布式事务、TTL
RSet去重集合、唯一性校验自动去重、交并差集运算
RQueue先进先出队列（FIFO）严格队列顺序、阻塞消费
RDeque双端队列（支持头尾操作）支持 addFirst/addLast 等操作

RMap简介

  • 接口继承：RMap实现了java.util.Map和java.util.concurrent.ConcurrentMap接口，这意味着它可以像普通的Java Map一样使用，并且支持并发操作。

  • 功能特性：

    • 支持异步、非阻塞的操作方法，例如putAsync, getAsync等。
    • 提供了原子性操作，如putIfAbsent, replace, remove等。
    • 支持键值对的过期时间设置，可以为每个键单独设定有效时间和最长闲置时间。
    • 支持本地缓存，可以在客户端缓存一些数据以减少网络请求次数。
    • 具有写入策略选项，比如WRITE_BEHIND，适合在高负载情况下优化写入性能。

使用示例

以下是使用RMap的一些基本操作示例：

创建RMap实例
RMap<String, String> map = redisson.getMap("myMap");
添加元素
map.put("key1", "value1");
异步添加元素
map.putAsync("key2", "value2").thenAccept(result -> {// Handle result here
});
获取元素
String value = map.get("key1");
设置过期时间
// 添加键值对并设置存活时间为10秒
map.put("key3", "value3", 10, TimeUnit.SECONDS);

底层实现

  • 存储：RMap底层使用的数据类型是Redis的String， Redisson 会为每个 RMap 实例生成一个唯一的命名空间（如 redisson_map_{mapName}:{key}），并将每个键值对作为独立的 Redis Key 存储。
  • 分布式：由于Redis本身是分布式的，RMap自然也具备分布式的特点，可以跨多个节点进行扩展。
  • 事务与锁：Redisson提供了对RMap操作的事务支持以及分布式锁机制，保证了在并发环境下数据的一致性和完整性。

RList 简介

Redisson 的 RList 是一个基于 Redis 的分布式列表（List）实现，它封装了 Redis 的 List 数据结构，并提供了与 Java 标准 java.util.List 接口兼容的 API。RList 支持在分布式环境中高效地操作列表数据，适用于需要共享、并发访问和跨节点同步的场景。

核心特性

  • 分布式共享：
    RList 的数据存储在 Redis 服务器中，多个客户端可以跨节点共享和修改同一个列表，实现分布式数据一致性。

  • 线程安全：
    所有对 RList 的操作都是线程安全的，Redisson 通过 Redis 的原子操作（如 LPUSH、RPUSH、LPOP 等）保证并发下的数据一致性。

  • 支持阻塞操作：
    提供 blocking 和 blockingDeque 操作（如 takeFirst()、takeLast()），在列表为空时阻塞直到有元素可用，适合实现生产者-消费者模式。

  • 分页和范围操作：
    支持通过索引范围（subList()）或分页（getRange()）高效读取部分数据，适用于大数据量场景。

  • 自动序列化：
    Redisson 提供了默认的序列化机制（如 JSON、Kryo），开发者无需手动处理键值的序列化与反序列化。

  • 高可用与扩展性：
    借助 Redis 的主从复制、集群分片和哨兵机制，RList 可以实现高可用性和水平扩展。

底层实现原理

  • Redis List 数据结构：
    RList 底层基于 Redis 的 List 类型，其内部实现是双向链表（3.2 版本前为 ziplist 或 linkedlist，3.2 后为 quicklist）。

    • LPUSH/RPUSH：在列表头部/尾部插入元素。
    • LPOP/RPOP：从列表头部/尾部弹出元素。
    • LRANGE：获取指定范围内的元素。

  • Redisson 封装：
    Redisson 通过发送标准 Redis 命令操作 List，并在客户端缓存部分数据（可配置），减少网络往返次数。

使用场景

  1. 消息队列

    • 通过 RList 实现分布式消息队列，使用 RPush（生产者）和 LPop（消费者）操作。
    • 支持阻塞操作（BLPop/BRPop），避免轮询开销。

  2. 任务队列

    • 存储待处理任务，多个工作节点并发消费任务（如定时任务、异步处理）。

  3. 历史记录

    • 记录用户操作日志、浏览记录等，通过 RPush 添加新记录，LRANGE 查询历史。

  4. 排行榜/最新动态

    • 结合 RList 和 RMap 实现动态更新的排行榜（如热门文章、最新评论）。

  5. 分页查询

    • 预先将数据填充到 RList，通过 LRANGE 分页读取数据（如社交平台的消息流）。

  6. 缓存预热

    • 在分布式系统中共享预热数据（如热点商品 ID 列表）。
示例代码
// 初始化 Redisson 客户端
Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);// 获取 RList 实例
RList<String> list = redisson.getList("myList");// 添加元素
list.add("item1");
list.addFirst("item0"); // 插入到头部
list.addLast("item2");  // 插入到尾部// 获取元素
String firstItem = list.get(0); // 通过索引访问
String removedItem = list.remove(0); // 移除并返回索引处元素// 阻塞操作（等待元素可用）
String item = list.takeFirst(); // 阻塞直到有元素可取// 分页查询
List<String> subList = list.subList(0, 10); // 获取前10个元素// 关闭客户端
redisson.shutdown();
性能与注意事项

  • 性能特点：

    • 头尾操作高效：addFirst()、addLast()、removeFirst()、removeLast() 时间复杂度为 O(1)。
    • 中间索引访问低效：get(index) 或 set(index, value) 需遍历链表，时间复杂度为 O(N)。
    • 大数据量分页：使用 subList() 或 LRANGE 可避免一次性加载全部数据。

  • 网络开销：
    所有操作需通过网络与 Redis 交互，相比本地 Java List 会有额外延迟。建议仅在需要分布式共享的场景中使用。

  • 内存管理：
    Redis 是内存数据库，需监控 RList 的大小，避免内存溢出。可通过 trim() 方法限制列表长度。

  • 持久化与故障转移：

    • 依赖 Redis 的持久化（RDB/AOF）保障数据可靠性。
    • 使用 Redis Sentinel 或 Cluster 时，RList 会自动处理故障转移。
与 Redis 原生命令的映射
Redisson 方法Redis 命令说明
add(value)RPUSH key value向列表尾部添加元素
addFirst()LPUSH key value向列表头部添加元素
remove()LPOP key移除并返回列表头部元素
removeLast()RPOP key移除并返回列表尾部元素
get(index)LINDEX key index获取指定索引的元素
subList(start, end)LRANGE key start end获取指定范围的元素

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PyTorch 之 torch.distributions.Categorical 详解 PyTorch 之 torch.distributions.Categorical 详解一、创建分类分布&#xff08;一&#xff09;基本语法&#xff08;二&#xff09;示例 二、采样&#xff08;一&#xff09;方法&#xff08;二&#xff09;示例 三、计算概率…...

编程日记 2025/7/11 22:12:16

杰发科技AC7840——如何把结构体数据写到Dflash中

1. 结构体数据被存放在Pflash中 正常情况下&#xff0c;可以看到全局变量的结构体数据被存放在Pflash中 数字部分存在RAM中 2. 最小编程单位 8字节编程&#xff0c;因此如果结构体存放在Dfalsh中&#xff0c;进行写操作&#xff0c;需要写8字节的倍数 第一种办法&#xff1a;…...

编程日记 2025/7/11 13:39:46

vue路由小案例

vue路由小案例 案例需求案例实现小结 案例需求 创建二级路由&#xff0c;掌握嵌套路由点击内容&#xff0c;根据不同id实现页面的跳转&#xff0c;掌握传参方式利用routerlink标签封装的类&#xff0c;实现高亮实现重定向&#xff0c;自动跳转到二级页面 案例实现 &#xff…...

编程日记 2025/7/4 18:46:09