Redis 常用命令 & 五大数据类型（string、hash、list、set、sortedset）

Redis库

默认16个数据库，类似数组下标从0开始，初始默认使用0号库。

统一密码管理，所有库同样密码。

select <dbid> ：切换数据库
dbsize ：查看当前数据库的key的数量
flushdb ：清空当前库
flushall ：通杀全部库

Redis键

keys * ：查看当前库所有key
keys *1 ：匹配key
exists key ：判断某个key是否存在
type key ：查看key的类型
del key ：删除指定的key数据
unlink key ：根据value选择非阻塞删除，仅将keys从keyspace元数据中删除，真正的删除会在后续异步操作
expire key 10 ：为key设置过期时间(单位秒)
ttl key ：查看还有多少秒过期（-1表示永不过期，-2表示已过期）

Redis常用五大数据类型

Redis存储的是：key,value格式的数据，其中key都是字符串，value有5种不同的数据结构

value的数据结构：

string：字符串类型。
hash：哈希类型，map格式。
list：列表类型，LinkedList格式，支持重复元素。
set：集合类型，不允许重复元素。
sortedset：有序集合类型，不允许重复元素，且元素有顺序。

字符串类型 string

string是Redis最基本的类型，一个key对应一个value。

string类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

string类型是Redis最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是512M。

常用命令

set <key> <value> ：添加键值对

NX：当数据库中key不存在时，添加

XX：当数据库中key存在时，添加，与NX参数互斥

EX：key的超时秒数

PX：key的超时毫秒数，与EX互斥

setnx <key> <value>：只有在key不存在时，添加键值对
get <key>：查询对应键值
strlen <key>：获得值的长度
del <key>：删除键值对

getrange <key> <起始位置> <结束位置> ：获得值的范围，类似java中的substring，前包后包
setrange <key> <起始位置> <value> ：用覆写所储存的字符串值，从<起始位置>开始(索引从0开始)。

incr <key>：将key中储存的数字值增1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为1
decr <key>：将key中储存的数字值减1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1
incrby/decrby <key> <步长>：将 key 中储存的数字值增减，自定义步长
append <key> <value>：将给定的<value>追加到原值的末尾

mset <key1> <value1> <key2> <value2> ....：同时设置一个或多个 key-value对（要么全成功，要么全失败）
mget <key1> <key2> <key3> .....：同时获取一个或多个value（要么全成功，要么全失败）
msetnx <key1> <value1> <key2> <value2> .....：同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在（要么全成功，要么全失败）

setex <key> <过期时间> <value>：设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。
getset <key> <value>：以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

数据结构

string的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String，缩写SDS)。是可以修改的字符串，内部结构实现上类似于Java的ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

如图中所示，内部为当前字符串实际分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。当字符串长度小于1M时，扩容都是加倍现有的空间，如果超过1M，扩容时一次只会多扩1M的空间。字符串最大长度为512M。

列表类型 list

单键多值

Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。

它的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

常用命令

lpush <key> <value1> <value2> <value3> ... ：将一个或多个元素加入列表左边
rpush <key> <value1> <value2> <value3> ... ：将一个或多个元素加入列表右边

lpop <key> ：从左边吐出一个值。值在键在，值光键亡。
rpop <key> ：从右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。

rpoplpush <key1> <key2> ：从<key1>列表右边吐出一个值，插到<key2>列表左边。
lrange <key> <start> <stop> ：按照索引下标获得元素(从左到右)
lrange mylist 0 -1 ： 0左边第一个，-1右边第一个，（0-1表示获取所有）
lindex <key> <index> ：按照索引下标获得元素(从左到右)
llen <key> ：获得列表长度

linsert <key> before <value> <newvalue> ：在<value>的后面插入<newvalue>插入值
lrem <key> <n> <value> ：从左边删除n个value(从左到右)
lset<key> <index> <value> ：将列表key下标为index的值替换成value

数据结构

List的数据结构为快速链表quickList。

首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist，也即是压缩列表。

它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存。

当数据量比较多的时候才会改成quicklist。

因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间。比如这个列表里存的只是int类型的数据，结构上还需要两个额外的指针prev和next。

Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist。也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。

集合类型 set

Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set可以自动排重，当需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。

Redis的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为null的hash表，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

一个算法，随着数据的增加，执行时间的长短，如果是O(1)，数据增加，查找数据的时间不变。

常用命令

sadd <key> <value1> <value2> ..... ：将一个或多个元素加入到集合key中，已经存在的元素将被忽略

smembers <key> ：取出该集合的所有值
sismember <key> <value> ：判断集合<key>是否为含有该<value>值，有1，没有0
scard <key> ：返回该集合的元素个数
spop <key>：随机从该集合中吐出一个值。
srandmember <key> <n> ：随机从该集合中取出n个值，不会从集合中删除

srem <key> <value1> <value2> .... ：删除集合中的某个元素

smove <source><destination> ：value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合
sinter <key1><key2> ：返回两个集合的交集元素。
sunion <key1><key2> ：返回两个集合的并集元素。
sdiff <key1><key2> ：返回两个集合的差集元素(key1中的，不包含key2中的)

数据结构

Set数据结构是dict字典，字典是用哈希表实现的。

Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap，只不过所有的value都指向同一个对象。Redis的set结构也是一样，它的内部也使用hash结构，所有的value都指向同一个内部值。

哈希类型 hash

Redis hash 是一个键值对集合。

Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象。类似Java里面的Map<String, Object>

用户ID为查找的key，存储的value用户对象包含姓名，年龄，生日等信息，如果用普通的key/value结构来存储

主要有以下2种存储方式：

通过key(用户ID) + field(属性标签)就可以操作对应属性数据了，既不需要重复存储数据，也不会带来序列化和并发修改控制的问题：

常用命令

hset <key> <field> <value> ：给<key>集合中的<field>键赋值<value>
hget <key> <field> ：从<key>集合<field>取出 value
hmset <key> <field1> <value1> <field2> <value2>... ：批量设置hash的值
hexists <key> <field> ：查看哈希表key中，给定域field是否存在。
hkeys <key> ：列出该hash集合的所有field
hvals <key> ：列出该hash集合的所有value
hincrby <key> <field> <increment> ：为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1
hsetnx <key> <field> <value> ：将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ，当且仅当域 field 不存在

数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种：ziplist（压缩列表），hashtable（哈希表）。当field-value长度较短且个数较少时，使用ziplist，否则使用hashtable。

有序集合类型 sortedset

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。

不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（score） ，这个评分（score）被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但评分可以重复。

因为元素是有序的，所以可以很快的根据评分（score）或者次序（position）来获取一个范围的元素。

访问有序集合的中间元素也是非常快的，因此能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

常用命令

zadd <key> <score1> <value1> <score2> <value2>... ：将一个或多个元素及score值加入到有序集key中
zrange <key> <start> <stop> [withscores] ：返回有序集key中下标在之间的元素，带 withscores，可以让分数一起和值返回到结果集
zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count] ：返回有序集key中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员，有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count] ：同上，改为从大到小排列。
zincrby <key> <increment> <value> ：为元素的score加上增量
zrem <key> <value> ：删除该集合下指定值的元素
zcount <key> <min> <max> ：统计该集合，分数区间内的元素个数
zrank <key> <value> ：返回该值在集合中的排名，从0开始

数据结构

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构，一方面它等价于Java的数据结构Map<String, Double>，可以给每一个元素value赋予一个权重score，另一方面它又类似于TreeSet，内部的元素会按照权重score进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过score的范围来获取元素的列表。

zset底层使用了两个数据结构：

hash：hash的作用就是关联元素value和权重score，保障元素value的唯一性，可以通过元素value找到相应的score值。
跳跃表：跳跃表的目的在于给元素value排序，根据score的范围获取元素列表。

跳跃表（跳表）

有序集合在生活中比较常见，例如根据成绩对学生排名，根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现，可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除；平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂；链表查询需要遍历所有效率低。

Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树，实现远比红黑树简单。

有序链表：

要查找值为51的元素，需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到，共需要6次比较。

跳跃表：

从第2层开始，1节点比51节点小，向后比较。
21节点比51节点小，继续向后比较，后面就是NULL了，所以从21节点向下到第1层。
在第1层，41节点比51节点小，继续向后，61节点比51节点大，所以从41向下
在第0层，51节点为要查找的节点，节点被找到，共查找4次。

从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高。