很久以前寫了一篇文章 .NET中使用Redis 介紹了如何安裝Redis服務(wù)端，以及如何在.NET中調(diào)用Redis讀取數(shù)據(jù)。本文簡單介紹如何設(shè)計(jì)NoSQL數(shù)據(jù)庫，以及如何使用Redis來存儲對象。

和傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不同，NoSQL大部分都是以鍵值對存儲在內(nèi)存中的，我們不能直接把RDBMS里面的一些做法直接移植到NoSQL中來，一個(gè)最主要的原因是，在NoSQL中缺少RDBMS中的一些諸如join ,union以及一些在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中效率很高的執(zhí)行語句，這些在NoSQL不能很好的支持，或者說效率低。

下文首先通過例子介紹在SQLServer中設(shè)計(jì)一個(gè)DB系統(tǒng)以及與NoSQL環(huán)境中設(shè)計(jì)一個(gè)DB的區(qū)別，最后演示如何在Redis中對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作。

一個(gè)簡單的博客系統(tǒng)

假設(shè)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的博客系統(tǒng)，用戶可以注冊一個(gè)博客(Blog)，然后可以在上面寫文章(Post)，文章可以分類(Category)以及添加標(biāo)簽(Tag)，用戶可以對文章進(jìn)行評論(Comment)。

在該系統(tǒng)中，我們需要實(shí)現(xiàn)，如下基本功能：

• 首頁：顯示所有人的博客

• 首頁：顯示最近的所有發(fā)表的文章

• 首頁：顯示所有的最近的評論

• 首頁：顯示博客的標(biāo)簽云

• 首頁：顯示所有的分類

• 文章頁面：顯示文章以及所有的評論

• 文章頁面：添加評論

• 標(biāo)簽頁面：顯示所有標(biāo)簽以及標(biāo)簽對應(yīng)的文章

• 分類頁面：顯示所有分類以及分類對應(yīng)的文章
  

如果在SQLServer中，相信很簡單就可以設(shè)計(jì)出這樣一個(gè)DB了。

在NoSQL環(huán)境中，我們不能直接將上面的結(jié)構(gòu)搬進(jìn)來，所以需要根據(jù)需求重新設(shè)計(jì)我們的模型。

定義實(shí)體

在NoSQL環(huán)境下，所有的數(shù)據(jù)其實(shí)都是以key和value的形式存儲在內(nèi)存中的，value通常是序列化為字符串保存的。我們使用redis客戶端的時(shí)候，可以直接將對象存儲，這些客戶端在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上幫助我們進(jìn)行了序列化。所以第一步就是需要定義實(shí)體模型：

首先來看User實(shí)體：

public class User

{
public User()
{
this.BlogIds = new List();
}

public long Id { get; set; }
public string Name { get; set; }
public List BlogIds { get; set; }

}

User實(shí)體中，包含了用戶的Id，Name以及博客的Id。

然后Blog實(shí)體:

public class Blog

{
public Blog()
{
this.Tags = new List();
this.BlogPostIds = new List();
}

public long Id { get; set; }
public long UserId { get; set; }
public string UserName { get; set; }
public List Tags { get; set; }
public List BlogPostIds { get; set; }

}

包含了標(biāo)簽Tag，以及文章Id列表。

文章BolgPost實(shí)體：

public class BlogPost

{
public BlogPost()
{
this.Categories = new List();
this.Tags = new List();
this.Comments = new List();
}

public long Id { get; set; }
public long BlogId { get; set; }
public string Title { get; set; }
public string Content { get; set; }
public List Categories { get; set; }
public List Tags { get; set; }
public List Comments { get; set; }

}

包含了一篇文章的基本信息，如文章分類，文章標(biāo)簽，文章的評論。

最后看評論BlogPostComment實(shí)體：

public class BlogPostComment

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

}

具體實(shí)現(xiàn)

實(shí)體定義好了之后，我們就可以開始具體實(shí)現(xiàn)了。為了演示，這里通過單元測試的方式實(shí)現(xiàn)具體功能：

首先要把Redis的服務(wù)端啟動起來，然后在工程中新建一個(gè)Redis客戶端，之后的所有操作都通過這個(gè)客戶端進(jìn)行。

[TestFixture, Explicit, Category('Integration')]

public class BlogPostExample
{
readonly RedisClient redis = new RedisClient('localhost');

[SetUp]
public void OnBeforeEachTest()
{
redis.FlushAll();
InsertTestData();
}

}

在單元測試的SetUp中，我們插入一些模擬數(shù)據(jù)，插入數(shù)據(jù)的方法為InsetTestData方法：

public void InsertTestData()

{
var redisUsers = redis.As();
var redisBlogs = redis.As();
var redisBlogPosts = redis.As();

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 { 'Architecture', '.NET', 'Databases' },
};

var zhangBlog = new Blog
{
Id = redisBlogs.GetNextSequence(),
UserId = zhangUser.Id,
UserName = zhangUser.Name,
Tags = new List { 'Architecture', '.NET', 'Databases' },
};

var blogPosts = new List
{
new BlogPost
{
Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),
BlogId = yangBlog.Id,
Title = 'Memcache',
Categories = new List { 'NoSQL', 'DocumentDB' },
Tags = new List {'Memcache', 'NoSQL', 'JSON', '.NET'} ,
Comments = new List
{
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 { 'NoSQL', 'Cache' },
Tags = new List {'Redis', 'NoSQL', 'Scalability', 'Performance'},
Comments = new List
{
new BlogPostComment { Content = 'First Comment!', CreatedDate = DateTime.UtcNow,}
}
},
new BlogPost
{
Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),
BlogId = yangBlog.Id,
Title = 'Cassandra',
Categories = new List { 'NoSQL', 'Cluster' },
Tags = new List {'Cassandra', 'NoSQL', 'Scalability', 'Hashing'},
Comments = new List
{
new BlogPostComment { Content = 'First Comment!', CreatedDate = DateTime.UtcNow,}
}
},
new BlogPost
{
Id = redisBlogPosts.GetNextSequence(),
BlogId = zhangBlog.Id,
Title = 'Couch Db',
Categories = new List { 'NoSQL', 'DocumentDB' },
Tags = new List {'CouchDb', 'NoSQL', 'JSON'},
Comments = new List
{
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中創(chuàng)建了三個(gè)強(qiáng)類型的IRedisTypedClient類型的對象redisUsers,redisBlogs,redisBlogPosts來保存用戶信息，博客信息，和文字信息。

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

在新建用戶的時(shí)候，因?yàn)镮d是自增字段，所以直接調(diào)用redisUsers這個(gè)client的GetNextSequence()方法就可以獲得一個(gè)自增的Id。

創(chuàng)建完用戶之后，接著創(chuàng)建博客信息:

var yangBlog = new Blog

{
Id = redisBlogs.GetNextSequence(),
UserId = yangUser.Id,
UserName = yangUser.Name,
Tags = new List { 'Architecture', '.NET', 'Databases' },

};

該博客有幾個(gè)標(biāo)簽。

在接著創(chuàng)建該博客上發(fā)表的若干篇文章：

var blogPosts = new List

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

}

每一篇文章都有分類和標(biāo)簽，以及評論。

然后需要給user的BlogsIds和blog的BlogPostIds賦值

yangUser.BlogIds.Add(yangBlog.Id);

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

最后需要把這些信息保存到redis中。

//保存用戶信息

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);

現(xiàn)在，利用Redis Desktop Manager，可以查看Reidis中存儲的數(shù)據(jù)：

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了之后，可以實(shí)現(xiàn)前面列出的一系列方法了：

顯示所有博客

該方法在GetAllBlogs中，實(shí)現(xiàn)如下：

[Test]

public void Show_a_list_of_blogs()
{
var redisBlogs = redis.As();
var blogs = redisBlogs.GetAll();
blogs.PrintDump();

}

只需要調(diào)用GetAll方法即可獲取內(nèi)存中的所有指定類型的對象。

輸出結(jié)果為：

[

{

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
]
}

]

顯示最近發(fā)表的文章和評論

實(shí)現(xiàn)如下:

[Test]

public void Show_a_list_of_recent_posts_and_comments()
{
//Get strongly-typed clients
var redisBlogPosts = redis.As();
var redisComments = redis.As();
{
//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 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();
}

}

方法中定義了兩個(gè)key為urn:BlogPost:RecentPosts 和 urn:BlogPostComment:RecentComments的 List對象來保存最近發(fā)表的文章和評論：recentPosts.Prepend(newBlogPost)方法表示將新創(chuàng)建的文章插到recentPosts列表的最前面。

Trim方法表示僅保留n個(gè)在集合中。

顯示博客的標(biāo)簽云

顯示博客的標(biāo)簽云方法如下：

[Test]

public void Show_a_TagCloud()
{
//Get strongly-typed clients
var redisBlogPosts = redis.As();
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();

}

顯示標(biāo)簽云的實(shí)現(xiàn)，用到了redis中的SortedSet，IncrementItemInSortedSet表示如果有相同的話，值加一，GetRangeWithScoresFromSortedSetDesc方法，獲取某一key的前5個(gè)對象。

顯示所有的分類

顯示所有的分類用到了Set對象。

[Test]

public void Show_all_Categories()
{
var redisBlogPosts = redis.As();
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();

}

顯示文章以及其評論

實(shí)現(xiàn)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();
var selectedBlogPost = redisBlogPosts.GetById(postId.ToString());

selectedBlogPost.PrintDump();

}

只需要把postId傳進(jìn)去就可以通過GetById的方法獲取內(nèi)存中的對象.

添加評論

首先根據(jù)PostId獲取BlogPost，然后在Comment屬性中添加一個(gè)BlogPostComment對象，然后在保存改BlogPost.

[Test]

public void Add_comment_to_existing_post()
{
var postId = 1;
var redisBlogPosts = redis.As();
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();

}

顯示分類以及分類對應(yīng)的文章

[Test]

public void Show_all_Posts_for_the_DocumentDB_Category()
{
var redisBlogPosts = redis.As();
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();

}

這里首先把所有的文章按照標(biāo)簽新建Set，把相同的分類的文章放到一個(gè)Set中，最后根據(jù)key即可查找到相應(yīng)的集合。

總結(jié)

本文利用一個(gè)簡單的博客系統(tǒng)，簡要介紹了如何利用Redis存儲和獲取復(fù)雜的數(shù)據(jù)。由于本文主要為了演示如何與Redis進(jìn)行交互，所以實(shí)體設(shè)計(jì)的很簡陋，沒有按照DDD的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，在某些設(shè)計(jì)方面沒有遵循前文淺談依賴注入中使用的原理和方法，后面會寫文章對該系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)以使之更加完善。

希望本文對您了解如何利用Redis存儲復(fù)雜對象有所幫助。

參考資料

Designing NoSql Database
Migrations Using Schemaless NoSql
That No SQL Thing: The relational modeling anti pattern in document databases

原文出處：寒江獨(dú)釣

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/yangecnu/p/Introduct-Redis-in-DotNET-Part2.html