如何使用C#中的Lambda表达式操作Redis Hash结构，简化缓存中对象属性的读写 ...

Redis是一个开源的、高性能的、基于内存的键值数据库，它支持多种数据结构，如字符串、列表、集合、散列、有序集合等。其中，Redis的散列（Hash）结构是一个常用的结构，今天跟大家分享一个我的日常操作，如何使用Redis的散列（Hash）结构来缓存和查询对象的属性值，以及如何用Lambda表达式树来简化这个过程。
一、什么是Redis Hash结构

Redis Hash结构是一种键值对的集合，它可以存储一个对象的多个字段和值。例如，我们可以用一个Hash结构来存储一个人的信息，如下所示：

1. HSET person:1 id 1
2. HSET person:1 name Alice
3. HSET person:1 age 20

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上面的命令将一个人的信息存储到了一个名为person:1的Hash结构中，其中每个字段都有一个名称和一个值。我们可以使用HGET命令来获取某个字段的值，例如：

1. HGET person:1 name#Alice

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我们也可以使用HGETALL命令来获取所有字段的值，例如：

1. HGETALL person:1id 1name Aliceage 20

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二、如何使用C#来操作Redis Hash结构

为了在C#中操作Redis Hash结构，我们需要使用一个第三方库：StackExchange.Redis。这个库提供了一个ConnectionMultiplexer类，用于创建和管理与Redis服务器的连接，以及一个IDatabase接口，用于执行各种命令。例如，我们可以使用以下代码来创建一个连接对象和一个数据库对象：

1. // 连接Redis服务器
2. ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost");
3. // 获取数据库对象IDatabase db = redis.GetDatabase();

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然后，我们可以使用db对象的HashSet方法和HashGet方法来存储和获取Hash结构中的字段值。

1. // 创建一个HashEntry数组，存放要缓存的对象属性
2. HashEntry[] hashfield = new HashEntry[3];
3. hashfield[0] = new HashEntry("id", "1");
4. hashfield[1] = new HashEntry("name", "Alice");
5. hashfield[2] = new HashEntry("age", "20");
7. // 使用HashSet方法将对象属性缓存到Redis的散列（Hash）结构中
8. db.HashSet("person:1", hashfield);
9. // 使用HashGetAll方法从Redis的散列（Hash）结构中查询对象属性
10. HashEntry[] result = db.HashGetAll("person:1");
11. // 遍历结果数组，打印对象属性
12. foreach (var item in result)
13. {
14.     Console.WriteLine(item.Name + ": " + item.Value);
15. }

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但是，这种方式有一些缺点：

• 首先，我们需要手动将对象的属性名和值转换为HashEntry数组，并且保持一致性。
  
• 其次，我们需要使用字符串来指定要存储或获取的字段名，并且还要避免拼写错误或重复。
  
• 最后，我们需要手动将返回的RedisValue类型转换为我们需要的类型。
  

有没有更优雅的方法来解决这个问题呢？答案是肯定的。
三、如何用Lambda表达式轻松操作Redis Hash结构

Lambda表达式是一种匿名函数，可以用来表示委托或表达式树。在.NET中，我们可以使用Lambda表达式来操作实体类的属性，比如获取属性的值或者更新属性的值。
我们可以利用 Lambda表达式来指定要存储或获取的对象的属性，而不是使用字符串。使用表达式树来遍历Lambda表达式，提取出属性名和属性值，并转换为HashEntry数组或RedisValue数组，使其更易于使用。例如：

1. Get<Person>(p => new { p.Name, p.Age });

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如果我们只想选择一个属性，就可以直接写：

1. Get<Person>(p => p.Name)

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如果要更新对象指定的属性，可以这样写了：

1. Update<Person>(p => p
2.     .SetProperty(x => x.Name, "Alice")
3.     .SetProperty(x => x.Age, 25));

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怎么样，这样是不是优雅多了，这样做有以下好处：

• 代码更加可读和可维护，因为我们可以直接使用对象的属性，而不是使用字符串。
  
• 代码更加稳定和精确，因为我们可以避免拼写错误或重复，并且可以利用编译器的类型检查和提示。
  

那么，我们如何实现上面的方法呢？
1、Get方法

这个方法的目的是从缓存中获取对象的一个或多个属性值，使用一个泛型方法和一个Lambda表达式来实现。

1. private static TResult Get<T, TResult>(IDatabase db, int id, Expression<Func<T, TResult>> selector)
2. {
3.     if (selector == null)
4.         throw new ArgumentNullException(nameof(selector));
6.     // 使用扩展方法获取要查询的属性名数组
7.     var hashFields = selector.GetMemberNames().Select(m => new RedisValue(m)).ToArray();
8.     // 从缓存中获取对应的属性值数组
9.     var values = db.HashGet($"person:{id}", hashFields);
10.     // 使用扩展方法将HashEntry数组转换为对象
11.     var obj = values.ToObject<T>(hashFields);
12.     // 返回查询结果
13.     return selector.Compile()(obj);
14. }
16. private static TResult Get<TResult>(IDatabase db, int id, Expression<Func<Person, TResult>> selector)
17.     => Get<Person, TResult>(db, id, selector);

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• 首先，定义一个泛型方法Get，它接受一个数据库对象db，一个对象id，和一个Lambda表达式selector作为参数。这个Lambda表达式的类型是Expression，表示它接受一个T类型的对象，并返回一个TResult类型的结果。这个Lambda表达式的作用是指定要查询的属性。
  
• 然后，在Get方法中，首先判断selector是否为空，如果为空，则抛出异常。然后，使用扩展方法GetMemberNames来获取selector中的属性名数组，并转换为RedisValue数组hashFields。这个扩展方法使用了ExpressionVisitor类来遍历表达式树，并重写了VisitMember方法来获取属性名。接下来，使用db.HashGet方法从缓存中获取对应的属性值数组values，使用id作为键。然后，使用扩展方法ToObject来将values数组转换为T类型的对象obj。这个扩展方法使用了反射来获取T类型的属性，并设置对应的属性值和类型转换。最后，返回selector编译后并传入obj作为参数的结果。
  
• 接下来，定义一个私有方法Get，它接受一个数据库对象db，一个对象id，和一个Lambda表达式selector作为参数。这个Lambda表达式的类型是Expression，表示它接受一个Person类型的对象，并返回一个TResult类型的结果。这个Lambda表达式的作用是指定要查询的Person对象的属性。
  
• 然后，在Get方法中，直接调用Get方法，并传入db，id，selector作为参数，并指定T类型为Person。这样，就可以得到一个TResult类型的结果。
  

2、MemberExpressionVisitor扩展类

这个类的作用是遍历一个表达式树，收集其中的成员表达式的名称，并存储到一个列表中。

1. public class MemberExpressionVisitor : ExpressionVisitor
2. {
3.     private readonly IList<string> _names;
5.     public MemberExpressionVisitor(IList<string> list)
6.     {
7.         _names = list;
8.     }
10.     protected override Expression VisitMember(MemberExpression node)
11.     {
12.         var name = node.Member.Name;
13.         if (node.Expression is MemberExpression member)
14.         {
15.             Visit(member);
16.             name = member.Member.Name + "." + name;
17.         }
18.         _names.Add(name);
20.         return base.VisitMember(node);
21.     }
22. }

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• 首先，定义一个类MemberExpressionVisitor，它继承自ExpressionVisitor类。这个类有一个私有字段_names，用于存储属性名。它还有一个构造函数，接受一个IList类型的参数list，并将其赋值给_names字段。
  
• 然后，在MemberExpressionVisitor类中，重写了VisitMember方法，这个方法接受一个MemberExpression类型的参数node。这个方法的作用是访问表达式树中的成员表达式节点，并获取其属性名。
  
• 接下来，在VisitMember方法中，首先获取node节点的属性名，并赋值给name变量。然后判断node节点的表达式是否是另一个成员表达式，如果是，则递归地访问该表达式，并将其属性名和name变量用"."连接起来，形成一个属性路径。然后将name变量添加到_names集合中。最后返回基类的VisitMember方法的结果。
  

3、Update方法

这个方法目的是将一个对象指定的属性名和值更新到缓存中，使用一个泛型方法和一个委托函数来实现。

1. public static Dictionary<string, object> Update<TSource>(Func<SetPropertyCalls<TSource>, SetPropertyCalls<TSource>> setPropertyCalls)
2. {
3.     if (setPropertyCalls == null)
4.         throw new ArgumentNullException(nameof(setPropertyCalls));
6.     var nameValues = new Dictionary<string, object>(100); // 创建一个字典用于存储属性名和值
8.     var calls = new SetPropertyCalls<TSource>(nameValues); // 创建一个SetPropertyCalls对象
10.     setPropertyCalls(calls); // 调用传入的函数，将属性名和值添加到字典中
12.     return nameValues; // 返回字典
13. }
15. private static void Update(IDatabase db, int id, Func<SetPropertyCalls<Person>, SetPropertyCalls<Person>> setPropertyCalls)
16. {
17.     var hashEntries = Update(setPropertyCalls)
18.         .Select(kv => new HashEntry(kv.Key, kv.Value != null ? kv.Value.ToString() : RedisValue.EmptyString))
19.         .ToArray();
21.     // 将HashEntry数组存储到缓存中，使用对象的Id作为键
22.     db.HashSet(id.ToString(), hashEntries);
23. }}

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• 首先，定义一个泛型方法Update，它接受一个函数作为参数，这个函数的类型是Func，表示它接受一个SetPropertyCalls对象，并返回一个SetPropertyCalls对象。这个函数的作用是设置要更新的属性名和值。
  
• 然后，在Update方法中，创建一个字典nameValues，用于存储属性名和值。创建一个SetPropertyCalls对象calls，传入nameValues作为构造参数。调用传入的函数setPropertyCalls，并传入calls作为参数。这样，setPropertyCalls函数就可以通过调用calls的SetProperty方法来添加属性名和值到nameValues字典中。最后，返回nameValues字典。
  
• 接下来，定义一个私有方法Update，它接受一个数据库对象db，一个对象id，和一个函数setPropertyCalls作为参数。这个函数的类型是Func，表示它接受一个SetPropertyCalls对象，并返回一个SetPropertyCalls对象。这个函数的作用是设置要更新的Person对象的属性名和值。
  
• 然后，在Update方法中，调用Update(setPropertyCalls)方法，并传入setPropertyCalls作为参数。这样，就可以得到一个字典nameValues，包含了要更新的Person对象的属性名和值。将nameValues字典转换为HashEntry数组hashEntries，使用属性值的字符串表示作为HashEntry的值。如果属性值为空，则使用RedisValue.EmptyString作为HashEntry的值。最后，使用db.HashSet方法将hashEntries数组存储到缓存中，使用id作为键。
  

4、SetPropertyCalls泛型类

这个类的作用是收集一个源对象的属性名称和值的对应关系，并提供一个链式调用的方法，用于设置属性的值。

1. public class SetPropertyCalls<TSource>
2. {
3.     private readonly Dictionary<string, object> _nameValues;
5.     public SetPropertyCalls(Dictionary<string, object> nameValues)
6.     {
7.         _nameValues = nameValues;
8.     }
10.     public SetPropertyCalls<TSource> SetProperty<TProperty>(Expression<Func<TSource, TProperty>> propertyExpression, TProperty valueExpression)
11.     {
12.         if (propertyExpression == null)
13.             throw new ArgumentNullException(nameof(propertyExpression));
15.         if (propertyExpression.Body is MemberExpression member && member.Member is PropertyInfo property)
16.         {
17.             if (!_nameValues.TryAdd(property.Name, valueExpression))
18.             {
19.                 throw new ArgumentException($"The property '{property.Name}' has already been set.");
20.             }
21.         }
22.         return this;
23.     }
24. }

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• 首先，这个类有一个构造函数，接受一个Dictionary类型的参数，作为存储属性名称和值的对应关系的字典，并赋值给一个私有字段_nameValues。
  
• 然后，这个类有一个泛型方法，叫做SetProperty。这个方法接受两个参数，一个是表示源对象属性的表达式，另一个是表示属性值的表达式。
  
• 在这个方法中，首先判断第一个参数是否为空，如果为空，则抛出ArgumentNullException异常。
  
• 然后判断第一个参数的表达式体是否是一个成员表达式，并且该成员表达式的成员是否是一个属性，如果是，则获取该属性的名称，并赋值给一个局部变量property。
  
• 然后尝试将该属性名称和第二个参数的值添加到_nameValues字典中，如果添加失败，则说明该属性已经被设置过了，抛出ArgumentException异常。
  
• 最后，返回当前对象的引用，实现链式调用的效果。
  

这样，我们就可以得到一个包含所有要更新的属性名和值的字典，然后我们就可以根据这些属性名和值来更新实体类的属性了。
Demo示例

让我们来看一下代码示例，为了方便演示和阅读，这是临时码的，实际中大家可以根据自己习惯来进行封装，简化调用，同时也可以使用静态字典来缓存编译好的委托及对象属性，提高性能。


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