.NET中使用Redis (二)

jopen 10年前

很久以前写了一篇文章 .NET中使用Redis 介绍了如何安装Redis服务端，以及如何在.NET中调用Redis读取数据。本文简单介绍如何设计NoSQL数据库，以及如何使用Redis来存储对象。

和传统的关系型数据库不同，NoSQL大部分都是以键值对存储在内存中的，我们不能直接把RDBMS里面的一些做法直接移植到NoSQL中来，一个最主要的原因是，在NoSQL中缺少RDBMS中的一些诸如join ,union以及一些在关系型数据库中效率很高的执行语句，这些在NoSQL不能很好的支持，或者说效率低。

下文首先通过例子介绍在SQLServer中设计一个DB系统以及与NoSQL环境中设计一个DB的区别，最后演示如何在Redis中对数据进行读写操作。

一个简单的博客系统

假设我们要设计一个简单的博客系统，用户可以注册一个博客(Blog)，然后可以在上面写文章(Post)，文章可以分类(Category)以及添加标签(Tag)，用户可以对文章进行评论(Comment)。

在该系统中，我们需要实现，如下基本功能：

首页：显示所有人的博客
首页：显示最近的所有发表的文章
首页：显示所有的最近的评论
首页：显示博客的标签云
首页：显示所有的分类
文章页面：显示文章以及所有的评论
文章页面：添加评论
标签页面：显示所有标签以及标签对应的文章
分类页面：显示所有分类以及分类对应的文章

如果在SQLServer中，相信很简单就可以设计出这样一个DB了。

在NoSQL环境中，我们不能直接将上面的结构搬进来，所以需要根据需求重新设计我们的模型。

定义实体

在NoSQL环境下，所有的数据其实都是以key和value的形式存储在内存中的，value通常是序列化为字符串保存的。我们使用redis客户端的时候，可以直接将对象存储，这些客户端在内部实现上帮助我们进行了序列化。所以第一步就是需要定义实体模型：

首先来看User实体：

public class User{      public User()      {          this.BlogIds = new List<long>();      }        public long Id { get; set; }      public string Name { get; set; }      public List<long> BlogIds { get; set; }  }

User实体中，包含了用户的Id，Name以及博客的Id。

然后Blog实体:

public class Blog{      public Blog()      {          this.Tags = new List<string>();          this.BlogPostIds = new List<long>();      }        public long Id { get; set; }      public long UserId { get; set; }      public string UserName { get; set; }      public List<string> Tags { get; set; }      public List<long> BlogPostIds { get; set; }  }

包含了标签Tag，以及文章Id列表。

文章BolgPost实体：

public class BlogPost{      public BlogPost()      {          this.Categories = new List<string>();          this.Tags = new List<string>();          this.Comments = new List<BlogPostComment>();      }        public long Id { get; set; }      public long BlogId { get; set; }      public string Title { get; set; }      public string Content { get; set; }      public List<string> Categories { get; set; }      public List<string> Tags { get; set; }      public List<BlogPostComment> Comments { get; set; }  }

包含了一篇文章的基本信息，如文章分类，文章标签，文章的评论。

最后看评论BlogPostComment实体：

public class BlogPostComment{      public string Content { get; set; }      public DateTime CreatedDate { get; set; }  }

具体实现

实体定义好了之后，我们就可以开始具体实现了。为了演示，这里通过单元测试的方式实现具体功能：

首先要把Redis的服务端启动起来，然后在工程中新建一个Redis客户端，之后的所有操作都通过这个客户端进行。

[TestFixture, Explicit, Category("Integration")]public class BlogPostExample{      readonly RedisClient redis = new RedisClient("localhost");        [SetUp]      public void OnBeforeEachTest()      {          redis.FlushAll();          InsertTestData();      }  }

在单元测试的SetUp中，我们插入一些模拟数据，插入数据的方法为InsetTestData方法：

public void InsertTestData()  {      var redisUsers = redis.As<User>();      var redisBlogs = redis.As<Blog>();      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();        var yangUser = new User { Id = redisUsers.GetNextSequence(), Name = "Eric Yang" };      var zhangUser = new User { Id = redisUsers.GetNextSequence(), Name = "Fish Zhang" };        var yangBlog = new Blog      {          Id = redisBlogs.GetNextSequence(),          UserId = yangUser.Id,          UserName = yangUser.Name,          Tags = new List<string> { "Architecture", ".NET", "Databases" },      };        var zhangBlog = new Blog      {          Id = redisBlogs.GetNextSequence(),          UserId = zhangUser.Id,          UserName = zhangUser.Name,          Tags = new List<string> { "Architecture", ".NET", "Databases" },      };        var blogPosts = new List<BlogPost>      {          new BlogPost          {              Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),              BlogId = yangBlog.Id,              Title = "Memcache",              Categories = new List<string> { "NoSQL", "DocumentDB" },              Tags = new List<string> {"Memcache", "NoSQL", "JSON", ".NET"} ,              Comments = new List<BlogPostComment>              {                  new BlogPostComment { Content = "First Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,},                  new BlogPostComment { Content = "Second Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,},              }          },          new BlogPost          {              Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),              BlogId = zhangBlog.Id,              Title = "Redis",              Categories = new List<string> { "NoSQL", "Cache" },              Tags = new List<string> {"Redis", "NoSQL", "Scalability", "Performance"},              Comments = new List<BlogPostComment>              {                  new BlogPostComment { Content = "First Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,}              }          },          new BlogPost          {              Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),              BlogId = yangBlog.Id,              Title = "Cassandra",              Categories = new List<string> { "NoSQL", "Cluster" },              Tags = new List<string> {"Cassandra", "NoSQL", "Scalability", "Hashing"},              Comments = new List<BlogPostComment>              {                  new BlogPostComment { Content = "First Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,}              }          },          new BlogPost          {              Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),              BlogId = zhangBlog.Id,              Title = "Couch Db",              Categories = new List<string> { "NoSQL", "DocumentDB" },              Tags = new List<string> {"CouchDb", "NoSQL", "JSON"},              Comments = new List<BlogPostComment>              {                  new BlogPostComment {Content = "First Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,}              }          },      };        yangUser.BlogIds.Add(yangBlog.Id);      yangBlog.BlogPostIds.AddRange(blogPosts.Where(x => x.BlogId == yangBlog.Id).Map(x => x.Id));        zhangUser.BlogIds.Add(zhangBlog.Id);      zhangBlog.BlogPostIds.AddRange(blogPosts.Where(x => x.BlogId == zhangBlog.Id).Map(x => x.Id));        redisUsers.Store(yangUser);      redisUsers.Store(zhangUser);      redisBlogs.StoreAll(new[] { yangBlog, zhangBlog });      redisBlogPosts.StoreAll(blogPosts);  }

在方法中，首先在Redis中创建了三个强类型的IRedisTypedClient类型的对象redisUsers,redisBlogs,redisBlogPosts来保存用户信息，博客信息，和文字信息。

var yangUser = new User { Id = redisUsers.GetNextSequence(), Name = "Eric Yang" };

在新建用户的时候，因为Id是自增字段，所以直接调用redisUsers这个client的GetNextSequence()方法就可以获得一个自增的Id。

创建完用户之后，接着创建博客信息:

var yangBlog = new Blog{      Id = redisBlogs.GetNextSequence(),      UserId = yangUser.Id,      UserName = yangUser.Name,      Tags = new List<string> { "Architecture", ".NET", "Databases" },  };

该博客有几个标签。

在接着创建该博客上发表的若干篇文章：

var blogPosts = new List<BlogPost>  {      new BlogPost      {          Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),          BlogId = yangBlog.Id,          Title = "Memcache",          Categories = new List<string> { "NoSQL", "DocumentDB" },          Tags = new List<string> {"Memcache", "NoSQL", "JSON", ".NET"} ,          Comments = new List<BlogPostComment>          {              new BlogPostComment { Content = "First Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,},              new BlogPostComment { Content = "Second Comment!", CreatedDate = DateTime.UtcNow,},          }      }  }

每一篇文章都有分类和标签，以及评论。

然后需要给user的BlogsIds和blog的BlogPostIds赋值

yangUser.BlogIds.Add(yangBlog.Id);  yangBlog.BlogPostIds.AddRange(blogPosts.Where(x => x.BlogId == yangBlog.Id).Map(x => x.Id));

最后需要把这些信息保存到redis中。

//保存用户信息 redisUsers.Store(yangUser);  redisUsers.Store(zhangUser);//保存博客信息redisBlogs.StoreAll(new[] { yangBlog, zhangBlog });//保存所有的文章信息redisBlogPosts.StoreAll(blogPosts);

现在，利用Redis Desktop Manager，可以查看Reidis中存储的数据：

数据准备好了之后，可以实现前面列出的一系列方法了：

显示所有博客

该方法在GetAllBlogs中，实现如下：

[Test]public void Show_a_list_of_blogs()  {      var redisBlogs = redis.As<Blog>();      var blogs = redisBlogs.GetAll();      blogs.PrintDump();  }

只需要调用GetAll方法即可获取内存中的所有指定类型的对象。

输出结果为：

[      {                    Id: 1,          UserId: 1,          UserName: Eric Yang,          Tags:           [              Architecture,              .NET,              Databases          ],          BlogPostIds:           [              1,              3          ]      },      {          Id: 2,          UserId: 2,          UserName: Fish Zhang,          Tags:           [              Architecture,              .NET,              Databases          ],          BlogPostIds:           [              2,              4          ]      }  ]

显示最近发表的文章和评论

实现如下:

[Test]public void Show_a_list_of_recent_posts_and_comments()  {      //Get strongly-typed clients      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();      var redisComments = redis.As<BlogPostComment>();      {          //To keep this example let's pretend this is a new list of blog posts          var newIncomingBlogPosts = redisBlogPosts.GetAll();            //Let's get back an IList<BlogPost> wrapper around a Redis server-side List.          var recentPosts = redisBlogPosts.Lists["urn:BlogPost:RecentPosts"];          var recentComments = redisComments.Lists["urn:BlogPostComment:RecentComments"];            foreach (var newBlogPost in newIncomingBlogPosts)          {              //Prepend the new blog posts to the start of the 'RecentPosts' list              recentPosts.Prepend(newBlogPost);                //Prepend all the new blog post comments to the start of the 'RecentComments' list              newBlogPost.Comments.ForEach(recentComments.Prepend);          }            //Make this a Rolling list by only keep the latest 3 posts and comments          recentPosts.Trim(0, 2);          recentComments.Trim(0, 2);            //Print out the last 3 posts:          recentPosts.GetAll().PrintDump();        recentComments.GetAll().PrintDump();       }  }

方法中定义了两个key为urn:BlogPost:RecentPosts 和 urn:BlogPostComment:RecentComments的 List对象来保存最近发表的文章和评论：recentPosts.Prepend(newBlogPost)方法表示将新创建的文章插到 recentPosts列表的最前面。

Trim方法表示仅保留n个在集合中。

显示博客的标签云

显示博客的标签云方法如下：

[Test]public void Show_a_TagCloud()  {      //Get strongly-typed clients      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();      var newIncomingBlogPosts = redisBlogPosts.GetAll();        foreach (var newBlogPost in newIncomingBlogPosts)      {          //For every tag in each new blog post, increment the number of times each Tag has occurred           newBlogPost.Tags.ForEach(x =>              redis.IncrementItemInSortedSet("urn:TagCloud", x, 1));      }        //Show top 5 most popular tags with their scores      var tagCloud = redis.GetRangeWithScoresFromSortedSetDesc("urn:TagCloud", 0, 4);      tagCloud.PrintDump();  }

显示标签云的实现，用到了redis中的SortedSet，IncrementItemInSortedSet表示如果有相同的话，值加一，GetRangeWithScoresFromSortedSetDesc方法，获取某一key的前5个对象。

显示所有的分类

显示所有的分类用到了Set对象。

[Test]public void Show_all_Categories()  {      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();      var blogPosts = redisBlogPosts.GetAll();        foreach (var blogPost in blogPosts)      {          blogPost.Categories.ForEach(x =>                  redis.AddItemToSet("urn:Categories", x));      }        var uniqueCategories = redis.GetAllItemsFromSet("urn:Categories");      uniqueCategories.PrintDump();  }

显示文章以及其评论

实现如下:

[Test]public void Show_post_and_all_comments()  {      //There is nothing special required here as since comments are Key Value Objects       //they are stored and retrieved with the post      var postId = 1;      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();      var selectedBlogPost = redisBlogPosts.GetById(postId.ToString());        selectedBlogPost.PrintDump();  }

只需要把postId传进去就可以通过GetById的方法获取内存中的对象.

添加评论

首先根据PostId获取BlogPost，然后在Comment属性中添加一个BlogPostComment对象，然后在保存改BlogPost.

[Test]public void Add_comment_to_existing_post()  {      var postId = 1;      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();      var blogPost = redisBlogPosts.GetById(postId.ToString());      blogPost.Comments.Add(          new BlogPostComment { Content = "Third Post!", CreatedDate = DateTime.UtcNow });      redisBlogPosts.Store(blogPost);        var refreshBlogPost = redisBlogPosts.GetById(postId.ToString());      refreshBlogPost.PrintDump();  }

显示分类以及分类对应的文章

[Test]public void Show_all_Posts_for_the_DocumentDB_Category()  {      var redisBlogPosts = redis.As<BlogPost>();      var newIncomingBlogPosts = redisBlogPosts.GetAll();        foreach (var newBlogPost in newIncomingBlogPosts)      {          //For each post add it's Id into each of it's 'Cateogry > Posts' index          newBlogPost.Categories.ForEach(x =>                  redis.AddItemToSet("urn:Category:" + x, newBlogPost.Id.ToString()));      }        //Retrieve all the post ids for the category you want to view      var documentDbPostIds = redis.GetAllItemsFromSet("urn:Category:DocumentDB");        //Make a batch call to retrieve all the posts containing the matching ids       //(i.e. the DocumentDB Category posts)      var documentDbPosts = redisBlogPosts.GetByIds(documentDbPostIds);        documentDbPosts.PrintDump();  }

这里首先把所有的文章按照标签新建Set，把相同的分类的文章放到一个Set中，最后根据key即可查找到相应的集合。

总结

本文利用一个简单的博客系统，简要介绍了如何利用Redis存储和获取复杂的数据。由于本文主要为了演示如何与Redis进行交互，所以实体设计的很简陋，没有按照DDD的思想进行设计，在某些设计方面没有遵循前文浅谈依赖注入中使用的原理和方法，后面会写文章对该系统进行重构以使之更加完善。

希望本文对您了解如何利用Redis存储复杂对象有所帮助。

参考资料

作者： yangecnu（ yangecnu's Blog on 博客园）
出处： http://www.cnblogs.com/yangecnu/