Redis基础数据结构

Redis7九大核心数据结构深度解析与操作指南

数据结构全景图

1. String（字符串）

核心命令与操作

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# 基础操作
SET user:1 "{\"name\":\"roy\",\"age\":28}"  # 存储对象
GET user:1  # 获取值
MSET config:timeout 30 config:max_conn 100  # 批量存储
MGET config:timeout config:max_conn  # 批量获取

# 原子计数
INCR article:1001:views  # 自增1
INCRBY inventory:1001 5  # 增加指定数量
DECR stock:1001  # 自减1

# 分布式锁
SETNX lock:order true  # 获取锁(1成功/0失败)
EXPIRE lock:order 10  # 设置过期时间
DEL lock:order  # 释放锁

应用场景

缓存穿透解决方案：空值缓存SET user:-1 "" EX 60
分布式ID生成器：INCR global:id
秒杀库存计数：DECR stock:seckill:1001

2. Hash（哈希表）

常用操作命令

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# 对象存储
HSET user:1 name "roy" age 28 balance 1888
HGET user:1 name
HMGET user:1 name age

# 购物车实现
HSET cart:1001 10088 1  # 添加商品
HINCRBY cart:1001 10088 1  # 增加数量
HDEL cart:1001 10088  # 删除商品
HGETALL cart:1001  # 获取全量

# 字段操作
HEXISTS user:1 email  # 检查字段是否存在
HKEYS user:1  # 获取所有字段名
HVALS user:1  # 获取所有字段值

优缺点分析

✅ 节省内存空间（相比多个String）

✅ 同类数据聚合存储

❌ 不支持field级别过期

❌ 集群环境下慎用大Hash

3. List（列表）

消息队列实现命令

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# 基础操作
LPUSH msg:queue "task1" "task2"  # 左侧插入
RPOP msg:queue  # 右侧取出
LRANGE msg:queue 0 -1  # 获取全部元素

# 阻塞队列
BLPOP msg:queue 30  # 阻塞式左弹出(30秒超时)
BRPOP msg:queue 0  # 无限阻塞右弹出

# 栈结构
LPUSH + LPOP = Stack

应用场景

最新消息列表：LPUSH news:latest <new_id>
消息确认机制：双队列模式
历史记录：固定长度列表LTRIM history:user1 0 49

4. Set（集合）

社交场景命令

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# 点赞系统
SADD like:1001 user1 user2  # 添加点赞
SREM like:1001 user1  # 取消点赞
SMEMBERS like:1001  # 获取点赞列表
SCARD like:1001  # 统计点赞数

# 关系运算
SINTER follow:1001 follow:1002  # 共同关注
SUNION friend:1001 friend:1002  # 合并好友
SDIFF follow:1001 follow:1002  # 差异关注

# 抽奖系统
SADD lottery:0504 user1 user2 user3  # 参与抽奖
SRANDMEMBER lottery:0504 3  # 随机选取3个(不删除)
SPOP lottery:0504 2  # 随机选取并删除2个

5. ZSet（有序集合）

排行榜实现命令

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# 基础操作
ZADD rank:game 3000 "player1" 2500 "player2"  # 添加分数
ZINCRBY rank:game 500 "player1"  # 增加分数
ZREVRANGE rank:game 0 9 WITHSCORES  # 获取TOP10

# 热搜榜
ZINCRBY hot:202405 1 "华为发布会"  # 热度增加
ZREVRANGE hot:202405 0 4 WITHSCORES  # 前五热搜

# 多日数据聚合
ZUNIONSTORE hot:week 7 hot:0501 hot:0502 ... hot:0507
ZREVRANGE hot:week 0 9 WITHSCORES  # 周榜TOP10

6. Bitmap（位图）

签到系统命令

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# 每日签到
SETBIT sign:202405:user1 1 1  # 第1天签到
GETBIT sign:202405:user1 1  # 检查是否签到

# 统计操作
BITCOUNT sign:202405:user1  # 本月签到总数
BITPOS sign:202405:user1 1  # 首次签到日期

# 批量统计
BITOP AND sign:202405:active sign:202405:user1 sign:202405:user2

7. HyperLogLog

UV统计命令

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# UV统计
PFADD uv:20240501 user1 user2 user3  # 添加访问记录
PFCOUNT uv:20240501  # 统计独立访客

# 多日合并统计
PFMERGE uv:week uv:0501 uv:0502 uv:0503
PFCOUNT uv:week  # 周UV统计

8. Geo（地理空间）

附近商家命令

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# 地理位置存储
GEOADD shops 116.404269 39.91582 "王府井店" 121.473701 31.230416 "上海店"

# 距离计算
GEODIST shops "王府井店" "上海店" km  # 计算距离

# 附近搜索
GEORADIUS shops 116.40 39.91 5 km WITHDIST ASC COUNT 10  # 5km内最近10家
GEOSEARCH shops FROMMEMBER "王府井店" BYRADIUS 3 km  # 王府井店3km范围

9. Stream（流）

消息队列命令

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# 生产者
XADD orders * item "手机" price 5999  # 添加消息(*自动生成ID)

# 消费者
XREAD COUNT 2 STREAMS orders 0-0  # 读取前2条
XREAD BLOCK 0 STREAMS orders $  # 阻塞监听新消息

# 消费组
XGROUP CREATE orders order_group $  # 创建消费组
XREADGROUP GROUP order_group consumer1 COUNT 1 STREAMS orders >  # 消费消息
XACK orders order_group 1640995200000-0  # 消息确认

数据结构选择矩阵：

场景推荐结构备选方案

对象缓存 Hash String(JSON)

排行榜 ZSet -

消息队列 Stream List

去重统计 Set/HyperLogLog -

签到系统 Bitmap Set

地理位置 Geo ZSet(GeoHash)

场景	推荐结构	备选方案
对象缓存	Hash	String(JSON)
排行榜	ZSet	-
消息队列	Stream	List
去重统计	Set/HyperLogLog	-
签到系统	Bitmap	Set
地理位置	Geo	ZSet(GeoHash)

通过合理选择数据结构，可提升性能30%~50%！