Redis常用数据类型和命令

redis常见数据类型操作命令的帮助文档

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key操作的相关命令

语法 功能
keys * 查看当前库所有key (匹配:keys *1)
exists key 判断某个key是否存在
type key 查看你的key是什么类型
del key 删除指定的key数据
unlink key 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 10秒钟:为给定的key设置过期时间
ttl key 查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期
select 命令切换数据库
dbsize 查看当前数据库的key的数量
flushdb 清空当前库
flushall 清空全部库

字符串类型(String)

2.1 简介

1 String是Redis最基本的类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,一个key对应一个value。

2 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。

3 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

2.2 常用命令

语法 解释
set <key><value> 添加键值对
NX:当数据库中key不存在时,可以将key-value添加数据库
XX:当数据库中key存在时,可以将key-value添加数据库,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
get <key> 查询对应键值
append <key><value> 将给定的<value> 追加到原值的末尾
strlen <key> 获得值的长度
setnx <key><value> 只有在 key 不存在时 设置 key 的值
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
mset <key1><value1><key2><value2> ..... 同时设置一个或多个 key-value对
mget <key1><key2><key3> ..... 同时获取一个或多个 value
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。有一个失败则都失败(原子性)
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 <value> 覆写<key>所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始)。
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。

redis指令运行的原子性

  • 所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。
    • (1)在单线程中, 能够在单条指令中完成的操作都可以认为是"原子操作",因为中断只能发生于指令之间。
    • (2)在多线程中,不能被其它进程(线程)打断的操作就叫原子操作。
    • (3)Redis单命令的原子性主要得益于的单线程。

问题 JAVA中的 a++ 是否具有原子性

原子性:即不可分割性。比如 a=0;(a非long和double类型) 这个操作是不可分割的,那么我们说这个操作是原子操作。再比如:a++; 这个操作实际是a = a + 1;是可分割的,所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题,需要使用同步技术(sychronized)或者锁(Lock)来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作,那么我们称它具有原子性。

2.3 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。需要注意的是字符串最大长度为512M。

Redis 列表(List)

3.1 简介

单键多值, 一个键下的value是一个List.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。

3.2 常用命令

语法 功能
lpush/rpush <key><value1><value2><value3> .... 从左边/右边插入一个或多个值。
lpop/rpop <key> 从左边/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)
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>的前面插入<newvalue>插入值
linsert <key> after <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

3.3 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。

Redis 集合(Set)

4.1 简介

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是可以自动排重的,当你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

4.2 常用命令

语法 功能
sadd <key><value1><value2> ..... 将一个或多个 member 元素加入到集合 key 中,已经存在的 member 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。
srem <key><value1><value2> .... 删除集合中的某个元素。
spop <key> 随机从该集合中吐出一个值
spop <key><N> 随机从该集合中吐出N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 。
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)

4.2 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,它内部也使用hash结构,所有value都指向同一个内部值。

Redis 哈希(Hash)

5.1 简介

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

  • 方式1 单key+序列化 .问题:每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去。开销较大。
  • 方式2 多key-value .问题:用户ID数据冗余
  • 方式3 单key + 多(field+value)
  • 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

5.2 常用命令

语法 功能
hset <key><field><value><value> 给<key>集合中的 <field>键赋值<value>
hget <key1><field> 从<key1>集合<field>取出 value
hmset <key1><field1><value1><field2><value2>... 批量设置hash的值
hexists<key1><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 .

5.3 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。

Redis 有序集合Zset

6.1 简介

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,但是评分可以是重复了 。因为元素是有序的, 所以你也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,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

6.2 常用命令

语法 功能
zadd <key><score1><value1><score2><value2>... 将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。
zrange<key><start><stop> [WITHSCORES] 升序返回有序集 key 中,下标在<start><stop>之间的元素,0代表第一个元素索引,-1代表最后一个元素索引.带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集。
zrevrange <key><start><stop> [WITHSCORES] 降序返回有序集 key 中,下标在<start><stop>之间的元素,0代表第一个元素索引,-1代表最后一个元素索引.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。

案例:如何利用zset实现一个文章访问量的排行榜?

6.3 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。

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