Redis 常用五大数据类型

1、Redis 关键字(Key)

  • keys * 查看当前库所有key
  • exists [key] 判断某个key是否存在
  • type [key] 查看当前key的数据类型
  • 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] [time] 给指定key设置过期时间,单位秒
  • ttl [key] 查看当前key还有多久过期, -1表示永不过期,-2表示已过期
  • select [dbid] 切换数据库
  • dbsize 查看当前数据库的key的数量
  • flushdb 清空当前数据库
  • flushall 清空全部数据库

2、Redis 字符串string

2.1 简介

  • 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。

2.2 常用命令

2.2.1 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

2.2.2 get <key> 查询对应键值

2.2.3 append <key> <value> 将给定的 <value> 追加到原值的末尾

2.2.4 strlen <key>获得值的长度

2.2.5 setnx <key> <value>只有在 key 不存在时 设置 key 的值

2.2.6 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

2.2.7 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

2.2.8 incrby / decrby <key> <步长>将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。


2.2.9 mset <key1> <value1> <key2> <value2> ...

同时设置一个或多个 key-value对

2.2.10 mget <key1> <key2> <key3> ...

同时获取一个或多个 value

2.2.11 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。

原子性,有一个失败则都失败

2.2.12 getrange <key> <起始位置> <结束位置>

获得值的范围,类似获取字串

2.2.13 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)。

2.2.14 setex <key> <过期时间> <value>

设置键值的同时,设置过期时间,单位秒。

2.2.15 getset <key> <value>

以新换旧,设置了新值同时获得旧值。

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,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。

3、Redis 列表 List

3.1 简介

  • 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,通过索引下标操作中间的节点性能会较差。

3.2 常用命令

3.2.1 lpush/rpush <key> <value1> <value2> <value3> ...

从左边/右边插入一个或多个值。

3.2.2 lpop/rpop <key>

从左边/右边吐出一个值。值在键在,值光键亡。

3.2.3 rpoplpush <key1> <key2>

从<key1>列表右边吐出一个值,插到<key2>列表左边。

3.2.4 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)

3.2.5 lindex <key> <index>

按照索引下标获得元素(从左到右)

3.2.6 llen <key>

获得列表长度

3.2.7 linsert <key> before <value> <newvalue>

在<value>的后面插入<newvalue>插入值

3.2.8 lrem <key> <n> <value>

从左边删除n个value(从左到右)

3.2.9 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。

4、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是可以自动去重的,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)。

4.2 常用命令

4.2.1 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

4.2.2 smembers <key>

取出该集合的所有值。

4.2.3 sismember <key> <value>

判断集合<key>是否为含有该<value>值,有1,没有0

4.2.4 scard <key>

返回该集合的元素个数。

4.2.5 srem <key> <value1> <value2> ...

删除集合中的某个元素。

4.2.6 spop <key>

随机从该集合中吐出一个值。

4.2.7 srandmember <key> <n>

随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。

4.2.8 smove <source> <destination> <value>

把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

4.2.9 sinter <key1> <key2>

返回两个集合的交集元素。

4.2.10 sunion <key1> <key2>

返回两个集合的并集元素。

4.2.11 sdiff <key1> <key2>

返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)

4.3 数据结构

Set数据结构是dict字典,字典是用哈希表实现的。

5、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。

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:

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。

用户ID数据冗余

Redis Hash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

5.2.1 hset <key> <field> <value>

给<key>集合中的 <field> 键赋值<value>

5.2.2 hget <key1> <field>

从<key1>集合<field>取出 value

5.2.3 hmset <key1> <field1> <value1> <field2> <value2>...

批量设置hash的值

5.2.4 hexists <key1> <field>

查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在。

5.2.5 hkeys <key>

列出该hash集合的所有field

5.2.6 hvals <key>

列出该hash集合的所有value

5.2.7 hincrby <key> <field> <increment>

为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1

5.2.8 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。

6、Redis 有序集合Zset(sorted set)

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

6.2.1 zadd <key> <score1> <member1> <score2> <member2>...

将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

6.2.2 zrange <key> <start> <stop> [WITHSCORES]

返回有序集 key 中,下标在<start> <stop>之间的元素

带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集。

6.2.3 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。

6.2.4 zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]

同上,改为从大到小排列。

6.2.5 zincrby <key> <increment> <value>

为元素的score加上增量 increment

6.2.6 zrem <key> <value>

删除该集合下,指定值的元素

6.2.7 zcount <key> <min> <max>

统计该集合,分数区间内的元素个数

6.2.8 zrank <key> <value>

返回该值在集合中的排名,从0开始。

6.3 数据结构

zset底层使用了两个数据结构

(1)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。

(2)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。

6.3.1 跳跃表

6.3.1.1 简介

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。

6.3.1.2 示例

对比有序链表和跳跃表,从链表中查询出51

(1) 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。

(2) 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