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Redis数据结构介绍
Redis是一个key-value的数据库,key一般是String数据库,value的类型多种多样
可以通过help命令查看命令:
Redis通用命令
通用指令是部分数据类型都可以使用的指令,常见的有:
- KEYS:查看符合模板的所有key
- DEL:删除一个指定的key
- EXISTS:给一个key设置有效期,有效期到期时该key会被自动删除
- TTL:查看一个key的剩余有效期
KEYS
在生产环境下,不推荐使用KEYS命令,因为这个命令在key过多的情况下,效率不高
java
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
2) "age"
127.0.0.1:6379>
# 查询以a开头的key
127.0.0.1:6379> keys a*
1) "age"
127.0.0.1:6379>
DEL
java
127.0.0.1:6379> help del
DEL key [key ...]
summary: Delete a key
since: 1.0.0
group: generic
127.0.0.1:6379> del name #删除单个
(integer) 1 #成功删除1个
127.0.0.1:6379> keys *
1) "age"
127.0.0.1:6379> MSET k1 v1 k2 v2 k3 v3 #批量添加数据
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k3"
2) "k2"
3) "k1"
4) "age"
127.0.0.1:6379> del k1 k2 k3 k4
(integer) 3 #此处返回的是成功删除的key,由于redis中只有k1,k2,k3 所以只成功删除3个,最终返回
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> keys * #再查询全部的key
1) "age" #只剩下一个了
127.0.0.1:6379>
EXISTS
java
127.0.0.1:6379> help EXISTS
EXISTS key [key ...]
summary: Determine if a key exists
since: 1.0.0
group: generic
127.0.0.1:6379> exists age
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists name
(integer) 0
EXPIRE
java
127.0.0.1:6379> expire age 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) 8
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) 6
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) -2
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) -2 #当这个key过期了,那么此时查询出来就是-2
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> set age 10 #如果没有设置过期时间
OK
127.0.0.1:6379> ttl age
(integer) -1 # ttl的返回值就是-1
String类型
String类型,也就是字符串类型,是Redis中最简单的存储类型
其value是字符串,根据字符串的格式不同,可以分为三类:
- string:普通字符串
- int:整数类型,可以做自增、自减操作
- float:浮点类型,可以做自增、自减操作
String常见的命令有:
-
SET:添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
-
GET:根据key获取String类型的value
-
MSET:批量添加多个String类型的键值对
-
MGET:根据多个key获取多个String类型的value
-
INCR:让一个整型的key自增1
-
INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长,例如:incrby num 2 让num值自增2
-
INCRBYFLOAT:让一个浮点类型的数字自增并指定步长
-
SETNX:添加一个String类型的键值对,前提是这个key不存在,否则不执行
-
SETEX:添加一个String类型的键值对,并且指定有效期
SET和GET
如果key不存在则是新增,存在则是修改
java
127.0.0.1:6379> set name Rose //原来不存在
OK
127.0.0.1:6379> get name
"Rose"
127.0.0.1:6379> set name Jack //原来存在,就是修改
OK
127.0.0.1:6379> get name
"Jack"
MSET和MGET
java
127.0.0.1:6379> MSET k1 v1 k2 v2 k3 v3
OK
127.0.0.1:6379> MGET name age k1 k2 k3
1) "Jack" //之前存在的name
2) "10" //之前存在的age
3) "v1"
4) "v2"
5) "v3"
INCR、INCRBY和DECR
java
127.0.0.1:6379> get age
"10"
127.0.0.1:6379> incr age //增加1
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get age //获得age
"11"
127.0.0.1:6379> incrby age 2 //一次增加2
(integer) 13 //返回目前的age的值
127.0.0.1:6379> incrby age 2
(integer) 15
127.0.0.1:6379> incrby age -1 //也可以增加负数,相当于减
(integer) 14
127.0.0.1:6379> incrby age -2 //一次减少2个
(integer) 12
127.0.0.1:6379> DECR age //相当于 incr 负数,减少正常用法
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get age
"11"
SETNX
java
127.0.0.1:6379> help setnx
SETNX key value
summary: Set the value of a key, only if the key does not exist
since: 1.0.0
group: string
127.0.0.1:6379> set name Jack //设置名称
OK
127.0.0.1:6379> setnx name lisi //如果key不存在,则添加成功
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get name //由于name已经存在,所以lisi的操作失败
"Jack"
127.0.0.1:6379> setnx name2 lisi //name2 不存在,所以操作成功
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name2
"lisi"
SETEX
java
127.0.0.1:6379> setex name 10 jack
OK
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 8
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 7
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 5
Key的层级格式
如果需要存储用户和商品信息到Redis,有一个用户id是1,一个商品id也是1,此时如果使用id作为key就会冲突
解决:通过给key添加前缀加以区分
Redis的key允许有多个单词形成层级结构,多个单词之间用':'隔开,格式如下:
例如项目名称是heima,有user和product两种不同类型的数据,定义key如下:
-
user相关的key:heima:user:1
-
product相关的key:heima:product:1
如果value是一个Java对象,例如User对象,可以将对象序列化为JSON字符串后存储:
KEY | VALUE |
---|---|
heima:user:1 | {"id":1, "name": "Jack", "age": 21} |
heima:product:1 | {"id":1, "name": "小米11", "price": 4999} |
在可视化界面中,Redis会以层级结构来进行存储,获取数据更方便
Hash类型
Hash类型,也叫散列,其value是一个无序字典,类似于Java中的HashMap结构
String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储,当需要修改对象某个字段时很不方便:
Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储,可以针对单个字段做CRUD:
Hash类型的常见命令:
-
HSET key field value:添加或者修改hash类型key的field的值
-
HGET key field:获取一个hash类型key的field的值
-
HMSET:批量添加多个hash类型key的field的值
-
HMGET:批量获取多个hash类型key的field的值
-
HGETALL:获取一个hash类型的key中的所有的field和value
-
HKEYS:获取一个hash类型的key中的所有的field
-
HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
-
HSETNX:添加一个hash类型的key的field值,前提是这个field不存在,否则不执行
HSET和HGET
java
127.0.0.1:6379> HSET heima:user:3 name Lucy//大key是 heima:user:3 小key是name,小value是Lucy
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET heima:user:3 age 21// 如果操作不存在的数据,则是新增
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET heima:user:3 age 17 //如果操作存在的数据,则是修改
(integer) 0
127.0.0.1:6379> HGET heima:user:3 name
"Lucy"
127.0.0.1:6379> HGET heima:user:3 age
"17"
HMSET和HMGET
java
127.0.0.1:6379> HMSET heima:user:4 name HanMeiMei
OK
127.0.0.1:6379> HMSET heima:user:4 name LiLei age 20 sex man
OK
127.0.0.1:6379> HMGET heima:user:4 name age sex
1) "LiLei"
2) "20"
3) "man"
HGETALL
java
127.0.0.1:6379> HGETALL heima:user:4
1) "name"
2) "LiLei"
3) "age"
4) "20"
5) "sex"
6) "man"
HKEYS和HVALS
java
127.0.0.1:6379> HKEYS heima:user:4
1) "name"
2) "age"
3) "sex"
127.0.0.1:6379> HVALS heima:user:4
1) "LiLei"
2) "20"
3) "man"
HINCRBY
java
127.0.0.1:6379> HINCRBY heima:user:4 age 2
(integer) 22
127.0.0.1:6379> HVALS heima:user:4
1) "LiLei"
2) "22"
3) "man"
127.0.0.1:6379> HINCRBY heima:user:4 age -2
(integer) 20
HSETNX
java
127.0.0.1:6379> HSETNX heima:user4 sex woman
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HGETALL heima:user:3
1) "name"
2) "Lucy"
3) "age"
4) "17"
127.0.0.1:6379> HSETNX heima:user:3 sex woman
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HGETALL heima:user:3
1) "name"
2) "Lucy"
3) "age"
4) "17"
5) "sex"
6) "woman"
List类型
Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似,可以看做是一个双向链表结构,既可以支持正向检索,也可以支持反向检索
特征:
-
有序
-
元素可以重复
-
插入和删除快
-
查询速度一般
常用来存储一个有序数据,如:朋友圈点赞列表、评论列表
List的常见命令:
-
LPUSH key element ... :向列表左侧插入一个或多个元素
-
LPOP key:移除并返回列表左侧的第一个元素,没有则返回nil
-
RPUSH key element ... :向列表右侧插入一个或多个元素
-
RPOP key:移除并返回列表右侧的第一个元素
-
LRANGE key star end:返回一段角标范围内的所有元素
-
BLPOP和BRPOP:与LPOP和RPOP类似,只不过在没有元素时等待指定时间,而不是直接返回nil
LPUSH和RPUSH
java
127.0.0.1:6379> LPUSH users 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> RPUSH users 4 5 6
(integer) 6
LPOP和RPOP
java
127.0.0.1:6379> LPOP users
"3"
127.0.0.1:6379> RPOP users
"6"
LRANGE
java
127.0.0.1:6379> LRANGE users 1 2
1) "1"
2) "4"
思考:
- 如何利用List模拟一个栈?
入口和出口在同一边
- 如何利用List模拟一个队列?
入口和出口在不同边
- 如何利用List模拟一个阻塞队列?
入口和出口在不同边
出队时采用BLPOP或BRPOP
Set类型
Redis的Set结构与Java中的HashSet类似,可以看做是一个value为null的HashMap
特征:
-
无序
-
元素不可重复
-
查找快
-
支持交集、并集、差集等功能
Set类型的常见命令:
-
SADD key member ... :向set中添加一个或多个元素
-
SREM key member ... : 移除set中的指定元素
-
SCARD key: 返回set中元素的个数
-
SISMEMBER key member:判断一个元素是否存在于set中
-
SMEMBERS:获取set中的所有元素
-
SINTER key1 key2 ... :求key1与key2的交集
-
SDIFF key1 key2 ... :求key1与key2的差集
-
SUNION key1 key2 ..:求key1和key2的并集
java
127.0.0.1:6379> sadd s1 a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers s1
1) "c"
2) "b"
3) "a"
127.0.0.1:6379> srem s1 a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SISMEMBER s1 a
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SISMEMBER s1 b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SCARD s1
(integer) 2
案例:
将下列数据用Redis的Set集合来存储:
-
张三的好友有:李四.王五.赵六
-
李四的好友有:王五.麻子.二狗
-
利用Set的命令实现下列功能:
-
计算张三的好友有几人
-
计算张三和李四有哪些共同好友
-
查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友
-
查询张三和李四的好友总共有哪些人
-
判断李四是否是张三的好友
-
判断张三是否是李四的好友
-
将李四从张三的好友列表中移除
java
127.0.0.1:6379> SADD zs lisi wangwu zhaoliu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SADD ls wangwu mazi ergou
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SCARD zs
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SINTER zs ls
1) "wangwu"
127.0.0.1:6379> SDIFF zs ls
1) "zhaoliu"
2) "lisi"
127.0.0.1:6379> SUNION zs ls
1) "wangwu"
2) "zhaoliu"
3) "lisi"
4) "mazi"
5) "ergou"
127.0.0.1:6379> SISMEMBER zs lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SISMEMBER ls zhangsan
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SREM zs lisi
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS zs
1) "zhaoliu"
2) "wangwu"
SortedSet类型
Redis中的SortedSet是一个可排序的set集合,与Java中的TreeSet有些类似,但底层数据结构却差别很大
SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性,可以基于score属性对元素排序,底层的实现是一个跳表(SkipList)加hash表
特性:
-
可排序
-
元素不重复
-
查询速度快
因其可排序特性,常被用来实现排行榜这样的功能
SortedSet的常见命令有:
-
ZADD key score member:添加一个或多个元素到sorted set ,如果已经存在则更新其score值
-
ZREM key member:删除sorted set中的一个指定元素
-
ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
-
ZRANK key member:获取sorted set 中的指定元素的排名(从0开始)
-
ZCARD key:获取sorted set中的元素个数
-
ZCOUNT key min max:统计score值在给定范围内的所有元素的个数
-
ZINCRBY key increment member:让sorted set中的指定元素自增,步长为指定的increment值
-
ZRANGE key min max:按照score排序后,获取指定排名范围内的元素
-
ZRANGEBYSCORE key min max:按照score排序后,获取指定score范围内的元素
-
ZDIFF.ZINTER.ZUNION:求差集、交集、并集
注意:所有的排名默认都是升序,如果要降序则在命令的Z后加REV即可,例如:
-
升序获取sorted set 中的指定元素的排名:ZRANK key member
-
降序获取sorted set 中的指定元素的排名:ZREVRANK key memeber
案例: