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authorCameron Moore <moorereason@gmail.com>2017-01-02 04:44:17 -0600
committerBjørn Erik Pedersen <bjorn.erik.pedersen@gmail.com>2017-01-03 17:08:59 +0100
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hugolib: Clean up a benchmark
Diffstat (limited to 'hugolib/testdata')
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1 files changed, 697 insertions, 0 deletions
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new file mode 100644
index 000000000..d485061d5
--- /dev/null
+++ b/hugolib/testdata/redis.cn.md
@@ -0,0 +1,697 @@
+---
+title: The Little Redis Book cn
+---
+\thispagestyle{empty}
+\changepage{}{}{}{-0.5cm}{}{2cm}{}{}{}
+![The Little Redis Book cn, By Karl Seguin, Translate By Jason Lai](title.png)\
+
+\clearpage
+\changepage{}{}{}{0.5cm}{}{-2cm}{}{}{}
+
+## 关于此书
+
+### 许可证
+
+《The Little Redis Book》是经由Attribution-NonCommercial 3.0 Unported license许可的,你不需要为此书付钱。
+
+你可以自由地对此书进行复制,分发,修改或者展示等操作。当然,你必须知道且认可这本书的作者是Karl Seguin,译者是赖立维,而且不应该将此书用于商业用途。
+
+关于这个**许可证**的*详细描述*在这里:
+
+<http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/legalcode>
+
+### 关于作者
+
+作者Karl Seguin是一名在多项技术领域浸淫多年的开发者。他是开源软件计划的活跃贡献者,同时也是一名技术作者以及业余演讲者。他写过若干关于Radis的文章以及一些工具。在他的一个面向业余游戏开发者的免费服务里,Redis为其中的评级和统计功能提供了支持:[mogade.com](http://mogade.com/)。
+
+Karl之前还写了[《The Little MongoDB Book》](http://openmymind.net/2011/3/28/The-Little-MongoDB-Book/),这是一本免费且受好评,关于MongoDB的书。
+
+他的博客是<http://openmymind.net>,你也可以关注他的Twitter帐号,via [@karlseguin](http://twitter.com/karlseguin)。
+
+### 关于译者
+
+译者 赖立维 是一名长在天朝的普通程序员,对许多技术都有浓厚的兴趣,是开源软件的支持者,Emacs的轻度使用者。
+
+虽然译者已经很认真地对待这次翻译,但是限于水平有限,肯定会有不少错漏,如果发现该书的翻译有什么需要修改,可以通过他的邮箱与他联系。他的邮箱是<jasonlai256@gmail.com>。
+
+### 致谢
+
+必须特别感谢[Perry Neal](https://twitter.com/perryneal)一直以来的指导,我的眼界、触觉以及激情都来源于你。你为我提供了无价的帮助,感谢你。
+
+### 最新版本
+
+此书的最新有效资源在:
+<https://github.com/karlseguin/the-little-redis-book>
+
+中文版是英文版的一个分支,最新的中文版本在:
+<https://github.com/JasonLai256/the-little-redis-book>
+
+\clearpage
+
+## 简介
+
+最近几年来,关于持久化和数据查询的相关技术,其需求已经增长到了让人惊讶的程度。可以断言,关系型数据库再也不是放之四海皆准。换一句话说,围绕数据的解决方案不可能再只有唯一一种。
+
+对于我来说,在众多新出现的解决方案和工具里,最让人兴奋的,无疑是Redis。为什么?首先是因为其让人不可思议的容易学习,只需要简短的几个小时学习时间,就能对Redis有个大概的认识。还有,Redis在处理一组特定的问题集的同时能保持相当的通用性。更准确地说就是,Redis不会尝试去解决关于数据的所有事情。在你足够了解Redis后,事情就会变得越来越清晰,什么是可行的,什么是不应该由Redis来处理的。作为一名开发人员,如此的经验当是相当的美妙。
+
+当你能仅使用Redis去构建一个完整系统时,我想大多数人将会发现,Redis能使得他们的许多数据方案变得更为通用,不论是一个传统的关系型数据库,一个面向文档的系统,或是其它更多的东西。这是一种用来实现某些特定特性的解决方法。就类似于一个索引引擎,你不会在Lucene上构建整个程序,但当你需要足够好的搜索,为什么不使用它呢?这对你和你的用户都有好处。当然,关于Redis和索引引擎之间相似性的讨论到此为止。
+
+本书的目的是向读者传授掌握Redis所需要的基本知识。我们将会注重于学习Redis的5种数据结构,并研究各种数据建模方法。我们还会接触到一些主要的管理细节和调试技巧。
+
+## 入门
+
+每个人的学习方式都不一样,有的人喜欢亲自实践学习,有的喜欢观看教学视频,还有的喜欢通过阅读来学习。对于Redis,没有什么比亲自实践学习来得效果更好的了。Redis的安装非常简单。而且通过随之安装的一个简单的命令解析程序,就能处理我们想做的一切事情。让我们先花几分钟的时间把Redis安装到我们的机器上。
+
+### Windows平台
+
+Redis并没有官方支持Windows平台,但还是可供选择。你不会想在这里配置实际的生产环境,不过在我过往的开发经历里并没有感到有什么限制。
+
+首先进入<https://github.com/dmajkic/redis/downloads>,然后下载最新的版本(应该会在列表的最上方)。
+
+获取zip文件,然后根据你的系统架构,打开`64bit`或`32bit`文件夹。
+
+### *nix和MacOSX平台
+
+对于*nix和MacOSX平台的用户,从源文件来安装是你的最佳选择。通过最新的版本号来选择,有效地址于<http://redis.io/download>。在编写此书的时候,最新的版本是2.4.6,我们可以运行下面的命令来安装该版本:
+
+ wget http://redis.googlecode.com/files/redis-2.4.6.tar.gz
+ tar xzf redis-2.4.6.tar.gz
+ cd redis-2.4.6
+ make
+
+(当然,Redis同样可以通过套件管理程序来安装。例如,使用Homebrew的MaxOSX用户可以只键入`brew install redis`即可。)
+
+如果你是通过源文件来安装,二进制可执行文件会被放置在`src`目录里。通过运行`cd src`可跳转到`src`目录。
+
+### 运行和连接Redis
+
+如果一切都工作正常,那Redis的二进制文件应该已经可以曼妙地跳跃于你的指尖之下。Redis只有少量的可执行文件,我们将着重于Redis的服务器和命令行界面(一个类DOS的客户端)。首先,让我们来运行服务器。在Windows平台,双击`redis-server`,在*nix/MacOSX平台则运行`./redis-server`.
+
+如果你仔细看了启动信息,你会看到一个警告,指没能找到`redis.conf`文件。Redis将会采用内置的默认设置,这对于我们将要做的已经足够了。
+
+然后,通过双击`redis-cli`(Windows平台)或者运行`./redis-cli`(*nix/MacOSX平台),启动Redis的控制台。控制台将会通过默认的端口(6379)来连接本地运行的服务器。
+
+可以在命令行界面键入`info`命令来查看一切是不是都运行正常。你会很乐意看到这么一大组关键字-值(key-value)对的显示,这为我们查看服务器的状态提供了大量有效信息。
+
+如果在上面的启动步骤里遇到什么问题,我建议你到[Redis的官方支持组](https://groups.google.com/forum/#!forum/redis-db)里获取帮助。
+
+## 驱动Redis
+
+很快你就会发现,Redis的API就如一组定义明确的函数那般容易理解。Redis具有让人难以置信的简单性,其操作过程也同样如此。这意味着,无论你是使用命令行程序,或是使用你喜欢的语言来驱动,整体的感觉都不会相差多少。因此,相对于命令行程序,如果你更愿意通过一种编程语言去驱动Redis,你不会感觉到有任何适应的问题。如果真想如此,可以到Redis的[客户端推荐页面](http://redis.io/clients)下载适合的Redis载体。
+
+\clearpage
+
+## 第1章 - 基础知识
+
+是什么使Redis显得这么特别?Redis具体能解决什么类型的问题?要实际应用Redis,开发者必须储备什么知识?在我们能回答这么一些问题之前,我们需要明白Redis到底是什么。
+
+Redis通常被人们认为是一种持久化的存储器关键字-值型存储(in-memory persistent key-value store)。我认为这种对Redis的描述并不太准确。Redis的确是将所有的数据存放于存储器(更多是是按位存储),而且也确实通过将数据写入磁盘来实现持久化,但是Redis的实际意义比单纯的关键字-值型存储要来得深远。纠正脑海里的这种误解观点非常关键,否则你对于Redis之道以及其应用的洞察力就会变得越发狭义。
+
+事实是,Redis引入了5种不同的数据结构,只有一个是典型的关键字-值型结构。理解Redis的关键就在于搞清楚这5种数据结构,其工作的原理都是如何,有什么关联方法以及你能怎样应用这些数据结构去构建模型。首先,让我们来弄明白这些数据结构的实际意义。
+
+应用上面提及的数据结构概念到我们熟悉的关系型数据库里,我们可以认为其引入了一个单独的数据结构——表格。表格既复杂又灵活,基于表格的存储和管理,没有多少东西是你不能进行建模的。然而,这种通用性并不是没有缺点。具体来说就是,事情并不是总能达到假设中的简单或者快速。相对于这种普遍适用(one-size-fits-all)的结构体系,我们可以使用更为专门化的结构体系。当然,因此可能有些事情我们会完成不了(至少,达不到很好的程度)。但话说回来,这样做就能确定我们可以获得想象中的简单性和速度吗?
+
+针对特定类型的问题使用特定的数据结构?我们不就是这样进行编程的吗?你不会使用一个散列表去存储每份数据,也不会使用一个标量变量去存储。对我来说,这正是Redis的做法。如果你需要处理标量、列表、散列或者集合,为什么不直接就用标量、列表、散列和集合去存储他们?为什么不是直接调用`exists(key)`去检测一个已存在的值,而是要调用其他比O(1)(常量时间查找,不会因为待处理元素的增长而变慢)慢的操作?
+
+### 数据库(Databases)
+
+与你熟悉的关系型数据库一致,Redis有着相同的数据库基本概念,即一个数据库包含一组数据。典型的数据库应用案例是,将一个程序的所有数据组织起来,使之与另一个程序的数据保持独立。
+
+在Redis里,数据库简单的使用一个数字编号来进行辨认,默认数据库的数字编号是`0`。如果你想切换到一个不同的数据库,你可以使用`select`命令来实现。在命令行界面里键入`select 1`,Redis应该会回复一条`OK`的信息,然后命令行界面里的提示符会变成类似`redis 127.0.0.1:6379[1]>`这样。如果你想切换回默认数据库,只要在命令行界面键入`select 0`即可。
+
+### 命令、关键字和值(Commands, Keys and Values)
+
+Redis不仅仅是一种简单的关键字-值型存储,从其核心概念来看,Redis的5种数据结构中的每一个都至少有一个关键字和一个值。在转入其它关于Redis的有用信息之前,我们必须理解关键字和值的概念。
+
+关键字(Keys)是用来标识数据块。我们将会很常跟关键字打交道,不过在现在,明白关键字就是类似于`users:leto`这样的表述就足够了。一般都能很好地理解到,这样关键字包含的信息是一个名为`leto`的用户。这个关键字里的冒号没有任何特殊含义,对于Redis而言,使用分隔符来组织关键字是很常见的方法。
+
+值(Values)是关联于关键字的实际值,可以是任何东西。有时候你会存储字符串,有时候是整数,还有时候你会存储序列化对象(使用JSON、XML或其他格式)。在大多数情况下,Redis会把值看做是一个字节序列,而不会关注它们实质上是什么。要注意,不同的Redis载体处理序列化会有所不同(一些会让你自己决定)。因此,在这本书里,我们将仅讨论字符串、整数和JSON。
+
+现在让我们活动一下手指吧。在命令行界面键入下面的命令:
+
+ set users:leto "{name: leto, planet: dune, likes: [spice]}"
+
+这就是Redis命令的基本构成。首先我们要有一个确定的命令,在上面的语句里就是`set`。然后就是相应的参数,`set`命令接受两个参数,包括要设置的关键字,以及相应要设置的值。很多的情况是,命令接受一个关键字(当这种情况出现,其经常是第一个参数)。你能想到如何去获取这个值吗?我想你会说(当然一时拿不准也没什么):
+
+ get users:leto
+
+关键字和值的是Redis的基本概念,而`get`和`set`命令是对此最简单的使用。你可以创建更多的用户,去尝试不同类型的关键字以及不同的值,看看一些不同的组合。
+
+### 查询(Querying)
+
+随着学习的持续深入,两件事情将变得清晰起来。对于Redis而言,关键字就是一切,而值是没有任何意义。更通俗来看就是,Redis不允许你通过值来进行查询。回到上面的例子,我们就不能查询生活在`dune`行星上的用户。
+
+对许多人来说,这会引起一些担忧。在我们生活的世界里,数据查询是如此的灵活和强大,而Redis的方式看起来是这么的原始和不高效。不要让这些扰乱你太久。要记住,Redis不是一种普遍使用(one-size-fits-all)的解决方案,确实存在这么一些事情是不应该由Redis来解决的(因为其查询的限制)。事实上,在考虑了这些情况后,你会找到新的方法去构建你的数据。
+
+很快,我们就能看到更多实际的用例。很重要的一点是,我们要明白关于Redis的这些基本事实。这能帮助我们弄清楚为什么值可以是任何东西,因为Redis从来不需要去读取或理解它们。而且,这也可以帮助我们理清思路,然后去思考如何在这个新世界里建立模型。
+
+### 存储器和持久化(Memory and Persistence)
+
+我们之前提及过,Redis是一种持久化的存储器内存储(in-memory persistent store)。对于持久化,默认情况下,Redis会根据已变更的关键字数量来进行判断,然后在磁盘里创建数据库的快照(snapshot)。你可以对此进行设置,如果X个关键字已变更,那么每隔Y秒存储数据库一次。默认情况下,如果1000个或更多的关键字已变更,Redis会每隔60秒存储数据库;而如果9个或更少的关键字已变更,Redis会每隔15分钟存储数据库。
+
+除了创建磁盘快照外,Redis可以在附加模式下运行。任何时候,如果有一个关键字变更,一个单一附加(append-only)的文件会在磁盘里进行更新。在一些情况里,虽然硬件或软件可能发生错误,但用那60秒有效数据存储去换取更好性能是可以接受的。而在另一些情况里,这种损失就难以让人接受,Redis为你提供了选择。在第5章里,我们将会看到第三种选择,其将持久化任务减荷到一个从属数据库里。
+
+至于存储器,Redis会将所有数据都保留在存储器中。显而易见,运行Redis具有不低的成本:因为RAM仍然是最昂贵的服务器硬件部件。
+
+我很清楚有一些开发者对即使是一点点的数据空间都是那么的敏感。一本《威廉·莎士比亚全集》需要近5.5MB的存储空间。对于缩放的需求,其它的解决方案趋向于IO-bound或者CPU-bound。这些限制(RAM或者IO)将会需要你去理解更多机器实际依赖的数据类型,以及应该如何去进行存储和查询。除非你是存储大容量的多媒体文件到Redis中,否则存储器内存储应该不会是一个问题。如果这对于一个程序是个问题,你就很可能不会用IO-bound的解决方案。
+
+Redis有虚拟存储器的支持。然而,这个功能已经被认为是失败的了(通过Redis的开发者),而且它的使用已经被废弃了。
+
+(从另一个角度来看,一本5.5MB的《威廉·莎士比亚全集》可以通过压缩减小到近2MB。当然,Redis不会自动对值进行压缩,但是因为其将所有值都看作是字节,没有什么限制让你不能对数据进行压缩/解压,通过牺牲处理时间来换取存储空间。)
+
+### 整体来看(Putting It Together)
+
+我们已经接触了好几个高层次的主题。在继续深入Redis之前,我想做的最后一件事情是将这些主题整合起来。这些主题包括,查询的限制,数据结构以及Redis在存储器内存储数据的方法。
+
+当你将这3个主题整合起来,你最终会得出一个绝妙的结论:速度。一些人可能会想,当然Redis会很快速,要知道所以的东西都在存储器里。但这仅仅是其中的一部分,让Redis闪耀的真正原因是其不同于其它解决方案的特殊数据结构。
+
+能有多快速?这依赖于很多东西,包括你正在使用着哪个命令,数据的类型等等。但Redis的性能测试是趋向于数万或数十万次操作**每秒**。你可以通过运行`redis-benchmark`(就在`redis-server`和`redis-cli`的同一个文件夹里)来进行测试。
+
+我曾经试过将一组使用传统模型的代码转向使用Redis。在传统模型里,运行一个我写的载入测试,需要超过5分钟的时间来完成。而在Redis里,只需要150毫秒就完成了。你不会总能得到这么好的收获,但希望这能让你对我们所谈的东西有更清晰的理解。
+
+理解Redis的这个特性很重要,因为这将影响到你如何去与Redis进行交互。拥有SQL背景的程序员通常会致力于让数据库的数据往返次数减至最小。这对于任何系统都是个好建议,包括Redis。然而,考虑到我们是在处理比较简单的数据结构,有时候我们还是需要与Redis服务器频繁交互,以达到我们的目的。刚开始的时候,可能会对这种数据访问模式感到不太自然。实际上,相对于我们通过Redis获得的高性能而言,这仅仅是微不足道的损失。
+
+### 小结
+
+虽然我们只接触和摆弄了Redis的冰山一角,但我们讨论的主题已然覆盖了很大范围内的东西。如果觉得有些事情还是不太清楚(例如查询),不用为此而担心,在下一章我们将会继续深入探讨,希望你的问题都能得到解答。
+
+这一章的要点包括:
+
+* 关键字(Keys)是用于标识一段数据的一个字符串
+
+* 值(Values)是一段任意的字节序列,Redis不会关注它们实质上是什么
+
+* Redis展示了(也实现了)5种专门的数据结构
+
+* 上面的几点使得Redis快速而且容易使用,但要知道Redis并不适用于所有的应用场景
+
+\clearpage
+
+## 第2章 - 数据结构
+
+现在开始将探究Redis的5种数据结构,我们会解释每种数据结构都是什么,包含了什么有效的方法(Method),以及你能用这些数据结构处理哪些类型的特性和数据。
+
+目前为止,我们所知道的Redis构成仅包括命令、关键字和值,还没有接触到关于数据结构的具体概念。当我们使用`set`命令时,Redis是怎么知道我们是在使用哪个数据结构?其解决方法是,每个命令都相对应于一种特定的数据结构。例如,当你使用`set`命令,你就是将值存储到一个字符串数据结构里。而当你使用`hset`命令,你就是将值存储到一个散列数据结构里。考虑到Redis的关键字集很小,这样的机制具有相当的可管理性。
+
+**[Redis的网站](http://redis.io/commands)里有着非常优秀的参考文档,没有任何理由去重造轮子。但为了搞清楚这些数据结构的作用,我们将会覆盖那些必须知道的重要命令。**
+
+没有什么事情比高兴的玩和试验有趣的东西来得更重要的了。在任何时候,你都能通过键入`flushdb`命令将你数据库里的所有值清除掉,因此,不要再那么害羞了,去尝试做些疯狂的事情吧!
+
+### 字符串(Strings)
+
+在Redis里,字符串是最基本的数据结构。当你在思索着关键字-值对时,你就是在思索着字符串数据结构。不要被名字给搞混了,如之前说过的,你的值可以是任何东西。我更喜欢将他们称作“标量”(Scalars),但也许只有我才这样想。
+
+我们已经看到了一个常见的字符串使用案例,即通过关键字存储对象的实例。有时候,你会频繁地用到这类操作:
+
+ set users:leto "{name: leto, planet: dune, likes: [spice]}"
+
+除了这些外,Redis还有一些常用的操作。例如,`strlen <key>`能用来获取一个关键字对应值的长度;`getrange <key> <start> <end>`将返回指定范围内的关键字对应值;`append <key> <value>`会将value附加到已存在的关键字对应值中(如果该关键字并不存在,则会创建一个新的关键字-值对)。不要犹豫,去试试看这些命令吧。下面是我得到的:
+
+ > strlen users:leto
+ (integer) 42
+
+ > getrange users:leto 27 40
+ "likes: [spice]"
+
+ > append users:leto " OVER 9000!!"
+ (integer) 54
+
+现在你可能会想,这很好,但似乎没有什么意义。你不能有效地提取出一段范围内的JSON文件,或者为其附加一些值。你是对的,这里的经验是,一些命令,尤其是关于字符串数据结构的,只有在给定了明确的数据类型后,才会有实际意义。
+
+之前我们知道了,Redis不会去关注你的值是什么东西。通常情况下,这没有错。然而,一些字符串命令是专门为一些类型或值的结构而设计的。作为一个有些含糊的用例,我们可以看到,对于一些自定义的空间效率很高的(space-efficient)串行化对象,`append`和`getrange`命令将会很有用。对于一个更为具体的用例,我们可以再看一下`incr`、`incrby`、`decr`和`decrby`命令。这些命令会增长或者缩减一个字符串数据结构的值:
+
+ > incr stats:page:about
+ (integer) 1
+ > incr stats:page:about
+ (integer) 2
+
+ > incrby ratings:video:12333 5
+ (integer) 5
+ > incrby ratings:video:12333 3
+ (integer) 8
+
+由此你可以想象到,Redis的字符串数据结构能很好地用于分析用途。你还可以去尝试增长`users:leto`(一个不是整数的值),然后看看会发生什么(应该会得到一个错误)。
+
+更为进阶的用例是`setbit`和`getbit`命令。“今天我们有多少个独立用户访问”是个在Web应用里常见的问题,有一篇[精彩的博文](http://blog.getspool.com/2011/11/29/fast-easy-realtime-metrics-using-redis-bitmaps/),在里面可以看到Spool是如何使用这两个命令有效地解决此问题。对于1.28亿个用户,一部笔记本电脑在不到50毫秒的时间里就给出了答复,而且只用了16MB的存储空间。
+
+最重要的事情不是在于你是否明白位图(Bitmaps)的工作原理,或者Spool是如何去使用这些命令,而是应该要清楚Redis的字符串数据结构比你当初所想的要有用许多。然而,最常见的应用案例还是上面我们给出的:存储对象(简单或复杂)和计数。同时,由于通过关键字来获取一个值是如此之快,字符串数据结构很常被用来缓存数据。
+
+### 散列(Hashes)
+
+我们已经知道把Redis称为一种关键字-值型存储是不太准确的,散列数据结构是一个很好的例证。你会看到,在很多方面里,散列数据结构很像字符串数据结构。两者显著的区别在于,散列数据结构提供了一个额外的间接层:一个域(Field)。因此,散列数据结构中的`set`和`get`是:
+
+ hset users:goku powerlevel 9000
+ hget users:goku powerlevel
+
+相关的操作还包括在同一时间设置多个域、同一时间获取多个域、获取所有的域和值、列出所有的域或者删除指定的一个域:
+
+ hmset users:goku race saiyan age 737
+ hmget users:goku race powerlevel
+ hgetall users:goku
+ hkeys users:goku
+ hdel users:goku age
+
+如你所见,散列数据结构比普通的字符串数据结构具有更多的可操作性。我们可以使用一个散列数据结构去获得更精确的描述,是存储一个用户,而不是一个序列化对象。从而得到的好处是能够提取、更新和删除具体的数据片段,而不必去获取或写入整个值。
+
+对于散列数据结构,可以从一个经过明确定义的对象的角度来考虑,例如一个用户,关键之处在于要理解他们是如何工作的。从性能上的原因来看,这是正确的,更具粒度化的控制可能会相当有用。在下一章我们将会看到,如何用散列数据结构去组织你的数据,使查询变得更为实效。在我看来,这是散列真正耀眼的地方。
+
+### 列表(Lists)
+
+对于一个给定的关键字,列表数据结构让你可以存储和处理一组值。你可以添加一个值到列表里、获取列表的第一个值或最后一个值以及用给定的索引来处理值。列表数据结构维护了值的顺序,提供了基于索引的高效操作。为了跟踪在网站里注册的最新用户,我们可以维护一个`newusers`的列表:
+
+ lpush newusers goku
+ ltrim newusers 0 50
+
+**(译注:`ltrim`命令的具体构成是`LTRIM Key start stop`。要理解`ltrim`命令,首先要明白Key所存储的值是一个列表,理论上列表可以存放任意个值。对于指定的列表,根据所提供的两个范围参数start和stop,`ltrim`命令会将指定范围外的值都删除掉,只留下范围内的值。)**
+
+首先,我们将一个新用户推入到列表的前端,然后对列表进行调整,使得该列表只包含50个最近被推入的用户。这是一种常见的模式。`ltrim`是一个具有O(N)时间复杂度的操作,N是被删除的值的数量。从上面的例子来看,我们总是在插入了一个用户后再进行列表调整,实际上,其将具有O(1)的时间复杂度(因为N将永远等于1)的常数性能。
+
+这是我们第一次看到一个关键字的对应值索引另一个值。如果我们想要获取最近的10个用户的详细资料,我们可以运行下面的组合操作:
+
+ keys = redis.lrange('newusers', 0, 10)
+ redis.mget(*keys.map {|u| "users:#{u}"})
+
+我们之前谈论过关于多次往返数据的模式,上面的两行Ruby代码为我们进行了很好的演示。
+
+当然,对于存储和索引关键字的功能,并不是只有列表数据结构这种方式。值可以是任意的东西,你可以使用列表数据结构去存储日志,也可以用来跟踪用户浏览网站时的路径。如果你过往曾构建过游戏,你可能会使用列表数据结构去跟踪用户的排队活动。
+
+### 集合
+
+集合数据结构常常被用来存储只能唯一存在的值,并提供了许多的基于集合的操作,例如并集。集合数据结构没有对值进行排序,但是其提供了高效的基于值的操作。使用集合数据结构的典型用例是朋友名单的实现:
+
+ sadd friends:leto ghanima paul chani jessica
+ sadd friends:duncan paul jessica alia
+
+不管一个用户有多少个朋友,我们都能高效地(O(1)时间复杂度)识别出用户X是不是用户Y的朋友:
+
+ sismember friends:leto jessica
+ sismember friends:leto vladimir
+
+而且,我们可以查看两个或更多的人是不是有共同的朋友:
+
+ sinter friends:leto friends:duncan
+
+甚至可以在一个新的关键字里存储结果:
+
+ sinterstore friends:leto_duncan friends:leto friends:duncan
+
+有时候需要对值的属性进行标记和跟踪处理,但不能通过简单的复制操作完成,集合数据结构是解决此类问题的最好方法之一。当然,对于那些需要运用集合操作的地方(例如交集和并集),集合数据结构就是最好的选择。
+
+### 分类集合(Sorted Sets)
+
+最后也是最强大的数据结构是分类集合数据结构。如果说散列数据结构类似于字符串数据结构,主要区分是域(field)的概念;那么分类集合数据结构就类似于集合数据结构,主要区分是标记(score)的概念。标记提供了排序(sorting)和秩划分(ranking)的功能。如果我们想要一个秩分类的朋友名单,可以这样做:
+
+ zadd friends:duncan 70 ghanima 95 paul 95 chani 75 jessica 1 vladimir
+
+对于`duncan`的朋友,要怎样计算出标记(score)为90或更高的人数?
+
+ zcount friends:duncan 90 100
+
+如何获取`chani`在名单里的秩(rank)?
+
+ zrevrank friends:duncan chani
+
+**(译注:`zrank`命令的具体构成是`ZRANK Key menber`,要知道Key存储的Sorted Set默认是根据Score对各个menber进行升序的排列,该命令就是用来获取menber在该排列里的次序,这就是所谓的秩。)**
+
+我们使用了`zrevrank`命令而不是`zrank`命令,这是因为Redis的默认排序是从低到高,但是在这个例子里我们的秩划分是从高到低。对于分类集合数据结构,最常见的应用案例是用来实现排行榜系统。事实上,对于一些基于整数排序,且能以标记(score)来进行有效操作的东西,使用分类集合数据结构来处理应该都是不错的选择。
+
+### 小结
+
+对于Redis的5种数据结构,我们进行了高层次的概述。一件有趣的事情是,相对于最初构建时的想法,你经常能用Redis创造出一些更具实效的事情。对于字符串数据结构和分类集合数据结构的使用,很有可能存在一些构建方法是还没有人想到的。当你理解了那些常用的应用案例后,你将发现Redis对于许多类型的问题,都是很理想的选择。还有,不要因为Redis展示了5种数据结构和相应的各种方法,就认为你必须要把所有的东西都用上。只使用一些命令去构建一个特性是很常见的。
+
+\clearpage
+
+## 第3章 - 使用数据结构
+
+在上一章里,我们谈论了Redis的5种数据结构,对于一些可能的用途也给出了用例。现在是时候来看看一些更高级,但依然很常见的主题和设计模式。
+
+### 大O表示法(Big O Notation)
+
+在本书中,我们之前就已经看到过大O表示法,包括O(1)和O(N)的表示。大O表示法的惯常用途是,描述一些用于处理一定数量元素的行为的综合表现。在Redis里,对于一个要处理一定数量元素的命令,大O表示法让我们能了解该命令的大概运行速度。
+
+在Redis的文档里,每一个命令的时间复杂度都用大O表示法进行了描述,还能知道各命令的具体性能会受什么因素影响。让我们来看看一些用例。
+
+常数时间复杂度O(1)被认为是最快速的,无论我们是在处理5个元素还是5百万个元素,最终都能得到相同的性能。对于`sismember`命令,其作用是告诉我们一个值是否属于一个集合,时间复杂度为O(1)。`sismember`命令很强大,很大部分的原因是其高效的性能特征。许多Redis命令都具有O(1)的时间复杂度。
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+对数时间复杂度O(log(N))被认为是第二快速的,其通过使需扫描的区间不断皱缩来快速完成处理。使用这种“分而治之”的方式,大量的元素能在几个迭代过程里被快速分解完整。`zadd`命令的时间复杂度就是O(log(N)),其中N是在分类集合中的元素数量。
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+再下来就是线性时间复杂度O(N),在一个表格的非索引列里进行查找就需要O(N)次操作。`ltrim`命令具有O(N)的时间复杂度,但是,在`ltrim`命令里,N不是列表所拥有的元素数量,而是被删除的元素数量。从一个具有百万元素的列表里用`ltrim`命令删除1个元素,要比从一个具有一千个元素的列表里用`ltrim`命令删除10个元素来的快速(实际上,两者很可能会是一样快,因为两个时间都非常的小)。
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+根据给定的最小和最大的值的标记,`zremrangebyscore`命令会在一个分类集合里进行删除元素操作,其时间复杂度是O(log(N)+M)。这看起来似乎有点儿杂乱,通过阅读文档可以知道,这里的N指的是在分类集合里的总元素数量,而M则是被删除的元素数量。可以看出,对于性能而言,被删除的元素数量很可能会比分类集合里的总元素数量更为重要。
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+**(译注:`zremrangebyscore`命令的具体构成是`ZREMRANGEBYSCORE Key max mix`。)**
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+对于`sort`命令,其时间复杂度为O(N+M*log(M)),我们将会在下一章谈论更多的相关细节。从`sort`命令的性能特征来看,可以说这是Redis里最复杂的一个命令。
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+还存在其他的时间复杂度描述,包括O(N^2)和O(C^N)。随着N的增大,其性能将急速下降。在Redis里,没有任何一个命令具有这些类型的时间复杂度。
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+值得指出的一点是,在Redis里,当我们发现一些操作具有O(N)的时间复杂度时,我们可能可以找到更为好的方法去处理。
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+**(译注:对于Big O Notation,相信大家都非常的熟悉,虽然原文仅仅是对该表示法进行简单的介绍,但限于个人的算法知识和文笔水平实在有限,此小节的翻译让我头痛颇久,最终成果也确实难以让人满意,望见谅。)**
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+### 仿多关键字查询(Pseudo Multi Key Queries)
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+时常,你会想通过不同的关键字去查询相同的值。例如,你会想通过电子邮件(当用户开始登录时)去获取用户的具体信息,或者通过用户id(在用户登录后)去获取。有一种很不实效的解决方法,其将用户对象分别放置到两个字符串值里去:
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+ set users:leto@dune.gov "{id: 9001, email: 'leto@dune.gov', ...}"
+ set users:9001 "{id: 9001, email: 'leto@dune.gov', ...}"
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+这种方法很糟糕,如此不但会产生两倍数量的内存,而且这将会成为数据管理的恶梦。
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+如果Redis允许你将一个关键字链接到另一个的话,可能情况会好很多,可惜Redis并没有提供这样的功能(而且很可能永远都不会提供)。Redis发展到现在,其开发的首要目的是要保持代码和API的整洁简单,关键字链接功能的内部实现并不符合这个前提(对于关键字,我们还有很多相关方法没有谈论到)。其实,Redis已经提供了解决的方法:散列。
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+使用散列数据结构,我们可以摆脱重复的缠绕:
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+ set users:9001 "{id: 9001, email: leto@dune.gov, ...}"
+ hset users:lookup:email leto@dune.gov 9001
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+我们所做的是,使用域来作为一个二级索引,然后去引用单个用户对象。要通过id来获取用户信息,我们可以使用一个普通的`get`命令:
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+ get users:9001
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+而如果想通过电子邮箱来获取用户信息,我们可以使用`hget`命令再配合使用`get`命令(Ruby代码):
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+ id = redis.hget('users:lookup:email', 'leto@dune.gov')
+ user = redis.get("users:#{id}")
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+你很可能将会经常使用这类用法。在我看来,这就是散列真正耀眼的地方。在你了解这类用法之前,这可能不是一个明显的用例。
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+### 引用和索引(References and Indexes)
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+我们已经看过几个关于值引用的用例,包括介绍列表数据结构时的用例,以及在上面使用散列数据结构来使查询更灵活一些。进行归纳后会发现,对于那些值与值间的索引和引用,我们都必须手动的去管理。诚实来讲,这确实会让人有点沮丧,尤其是当你想到那些引用相关的操作,如管理、更新和删除等,都必须手动的进行时。在Redis里,这个问题还没有很好的解决方法。
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+我们已经看到,集合数据结构很常被用来实现这类索引:
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+ sadd friends:leto ghanima paul chani jessica
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+这个集合里的每一个成员都是一个Redis字符串数据结构的引用,而每一个引用的值则包含着用户对象的具体信息。那么如果`chani`改变了她的名字,或者删除了她的帐号,应该如何处理?从整个朋友圈的关系结构来看可能会更好理解,我们知道,`chani`也有她的朋友:
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+ sadd friends_of:chani leto paul
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+如果你有什么待处理情况像上面那样,那在维护成本之外,还会有对于额外索引值的处理和存储空间的成本。这可能会令你感到有点退缩。在下一小节里,我们将会谈论减少使用额外数据交互的性能成本的一些方法(在第1章我们粗略地讨论了下)。
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+如果你确实在担忧着这些情况,其实,关系型数据库也有同样的开销。索引需要一定的存储空间,必须通过扫描或查找,然后才能找到相应的记录。其开销也是存在的,当然他们对此做了很多的优化工作,使之变得更为有效。
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+再次说明,需要在Redis里手动地管理引用确实是颇为棘手。但是,对于你关心的那些问题,包括性能或存储空间等,应该在经过测试后,才会有真正的理解。我想你会发现这不会是一个大问题。
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+### 数据交互和流水线(Round Trips and Pipelining)
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+我们已经提到过,与服务器频繁交互是Redis的一种常见模式。这类情况可能很常出现,为了使我们能获益更多,值得仔细去看看我们能利用哪些特性。
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+许多命令能接受一个或更多的参数,也有一种关联命令(sister-command)可以接受多个参数。例如早前我们看到过`mget`命令,接受多个关键字,然后返回值:
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+ keys = redis.lrange('newusers', 0, 10)
+ redis.mget(*keys.map {|u| "users:#{u}"})
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+或者是`sadd`命令,能添加一个或多个成员到集合里:
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+ sadd friends:vladimir piter
+ sadd friends:paul jessica leto "leto II" chani
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+Redis还支持流水线功能。通常情况下,当一个客户端发送请求到Redis后,在发送下一个请求之前必须等待Redis的答复。使用流水线功能,你可以发送多个请求,而不需要等待Redis响应。这不但减少了网络开销,还能获得性能上的显著提高。
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+值得一提的是,Redis会使用存储器去排列命令,因此批量执行命令是一个好主意。至于具体要多大的批量,将取决于你要使用什么命令(更明确来说,该参数有多大)。另一方面来看,如果你要执行的命令需要差不多50个字符的关键字,你大概可以对此进行数千或数万的批量操作。
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+对于不同的Redis载体,在流水线里运行命令的方式会有所差异。在Ruby里,你传递一个代码块到`pipelined`方法:
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+ redis.pipelined do
+ 9001.times do
+ redis.incr('powerlevel')
+ end
+ end
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+正如你可能猜想到的,流水线功能可以实际地加速一连串命令的处理。
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+### 事务(Transactions)
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+每一个Redis命令都具有原子性,包括那些一次处理多项事情的命令。此外,对于使用多个命令,Redis支持事务功能。