Redis 共有 5 种基本数据类型:String(字符串)、List(列表)、Set(集合)、Hash(散列)、Zset(有序集合)。
这 5 种数据类型是直接提供给用户使用的,是数据的保存形式,其底层实现主要依赖这 8 种数据结构:简单动态字符串(SDS)、LinkedList(双向链表)、Dict(哈希表/字典)、SkipList(跳跃表)、Intset(整数集合)、ZipList(压缩列表)、QuickList(快速列表)。
Redis 5 种基本数据类型对应的底层数据结构实现如下表所示:
String | List | Hash | Set | Zset |
---|---|---|---|---|
SDS | LinkedList/ZipList/QuickList | Dict、ZipList | Dict、Intset | ZipList、SkipList |
Redis 3.2 之前,List 底层实现是 LinkedList 或者 ZipList。 Redis 3.2 之后,引入了 LinkedList 和 ZipList 的结合 QuickList,List 的底层实现变为 QuickList。从 Redis 7.0 开始, ZipList 被 ListPack 取代。
你可以在 Redis 官网上找到 Redis 数据类型/结构非常详细的介绍:
未来随着 Redis 新版本的发布,可能会有新的数据结构出现,通过查阅 Redis 官网对应的介绍,你总能获取到最靠谱的信息。
String(字符串)
介绍
String 是 Redis 中最简单同时也是最常用的一个数据类型。
String 是一种二进制安全的数据类型,可以用来存储任何类型的数据比如字符串、整数、浮点数、图片(图片的 base64 编码或者解码或者图片的路径)、序列化后的对象。
虽然 Redis 是用 C 语言写的,但是 Redis 并没有使用 C 的字符串表示,而是自己构建了一种 简单动态字符串 (Simple Dynamic String,SDS)。相比于 C 的原生字符串,Redis 的 SDS 不光可以保存文本数据还可以保存二进制数据,并且获取字符串长度复杂度为 O(1)(C 字符串为 O(N)),除此之外,Redis 的 SDS API 是安全的,不会造成缓冲区溢出。
常用命令
命令 | 介绍 |
---|---|
SET key value | 设置指定 key 的值 |
SETNX key value | 只有在 key 不存在时设置 key 的值 |
GET key | 获取指定 key 的值 |
MSET key1 value1 key2 value2 ...... | 设置一个或多个指定 key 的值 |
MGET key1 key2 ... | 获取一个或多个指定 key 的值 |
STRLEN key | 返回 key 所储存的字符串值的长度 |
INCR key | 将 key 中储存的数字值增一 |
DECR key | 将 key 中储存的数字值减一 |
EXISTS key | 判断指定 key 是否存在 |
DEL key(通用) | 删除指定的 key |
EXPIRE key seconds(通用) | 给指定 key 设置过期时间 |
更多 Redis String 命令以及详细使用指南,请查看 Redis 官网对应的介绍:Commands | Docs 。
基本操作:
bash
> SET key value
OK
> GET key
"value"
> EXISTS key
(integer) 1
> STRLEN key
(integer) 5
> DEL key
(integer) 1
> GET key
(nil)
批量设置:
bash
> MSET key1 value1 key2 value2
OK
> MGET key1 key2 # 批量获取多个 key 对应的 value
1) "value1"
2) "value2"
计数器(字符串的内容为整数的时候可以使用):
bash
> SET number 1
OK
> INCR number # 将 key 中储存的数字值增一
(integer) 2
> GET number
"2"
> DECR number # 将 key 中储存的数字值减一
(integer) 1
> GET number
"1"
设置过期时间(默认为永不过期):
bash
> EXPIRE key 60
(integer) 1
> SETEX key 60 value # 设置值并设置过期时间
OK
> TTL key
(integer) 56
应用场景
需要存储常规数据的场景
- 举例:缓存 Session、Token、图片地址、序列化后的对象(相比较于 Hash 存储更节省内存)。
- 相关命令:
SET
、GET
。
需要计数的场景
- 举例:用户单位时间的请求数(简单限流可以用到)、页面单位时间的访问数。
- 相关命令:
SET
、GET
、INCR
、DECR
。
分布式锁
利用 SETNX key value
命令可以实现一个最简易的分布式锁(存在一些缺陷,通常不建议这样实现分布式锁)。
List(列表)
介绍
Redis 中的 List 其实就是链表数据结构的实现。我在 线性数据结构 :数组、链表、栈、队列 这篇文章中详细介绍了链表这种数据结构,我这里就不多做介绍了。
许多高级编程语言都内置了链表的实现比如 Java 中的 LinkedList
,但是 C 语言并没有实现链表,所以 Redis 实现了自己的链表数据结构。Redis 的 List 的实现为一个 双向链表,即可以支持反向查找和遍历,更方便操作,不过带来了部分额外的内存开销。
常用命令
命令 | 介绍 |
---|---|
RPUSH key value1 value2 ... | 在指定列表的尾部(右边)添加一个或多个元素 |
LPUSH key value1 value2 ... | 在指定列表的头部(左边)添加一个或多个元素 |
LSET key index value | 将指定列表索引 index 位置的值设置为 value |
LPOP key | 移除并获取指定列表的第一个元素(最左边) |
RPOP key | 移除并获取指定列表的最后一个元素(最右边) |
LLEN key | 获取列表元素数量 |
LRANGE key start end | 获取列表 start 和 end 之间 的元素 |
更多 Redis List 命令以及详细使用指南,请查看 Redis 官网对应的介绍:Commands | Docs 。
通过 RPUSH/LPOP
或者 LPUSH/RPOP
实现队列:
bash
> RPUSH myList value1
(integer) 1
> RPUSH myList value2 value3
(integer) 3
> LPOP myList
"value1"
> LRANGE myList 0 1
1) "value2"
2) "value3"
> LRANGE myList 0 -1
1) "value2"
2) "value3"
通过 RPUSH/RPOP
或者LPUSH/LPOP
实现栈:
bash
> RPUSH myList2 value1 value2 value3
(integer) 3
> RPOP myList2 # 将 list的最右边的元素取出
"value3"
我专门画了一个图方便大家理解 RPUSH
, LPOP
, lpush
, RPOP
命令:
通过 LRANGE
查看对应下标范围的列表元素:
bash
> RPUSH myList value1 value2 value3
(integer) 3
> LRANGE myList 0 1
1) "value1"
2) "value2"
> LRANGE myList 0 -1
1) "value1"
2) "value2"
3) "value3"
通过 LRANGE
命令,你可以基于 List 实现分页查询,性能非常高!
通过 LLEN
查看链表长度:
bash
> LLEN myList
(integer) 3
应用场景
信息流展示
- 举例:最新文章、最新动态。
- 相关命令:
LPUSH
、LRANGE
。
消息队列
List
可以用来做消息队列,只是功能过于简单且存在很多缺陷,不建议这样做。
相对来说,Redis 5.0 新增加的一个数据结构 Stream
更适合做消息队列一些,只是功能依然非常简陋。和专业的消息队列相比,还是有很多欠缺的地方比如消息丢失和堆积问题不好解决。