Redis常用数据类型

String（字符串）

常见命令

计数命令

其他命令

Redis中常用数据类型：string（字符串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、Sorted set（有序集合）

特殊数据类型：stream（流）、Bitmaps（位图）、Bitfields（位域）HyperLogLogs（超日志）、Geospatial（地理空间）

上述这些数据类型，都是Redis提供给外部的数据类型。Redis底层在实现上述数据结构的时候，会在源码层面，针对上述实现进行特点的优化，来达到节省时间/空间的效果。

比如：hash表，插入、查询、删除操作的时间复杂度都是O（1），redis在底层实现hash表时不一定采用hash表，可能在特定的场景下，使用别的数据结构，但是仍然保证时间复杂度为O（1）。

redis中所有的key都是字符串，只有value的类型是存在差异的。

从redis3.2开始，引入了新的实现list的方式quicklist，兼顾了linkedlist和ziplist两者的优点。

在命令行可以输入object encoding key来查看key对应的value的实际编码方式。

String（字符串）

Redis中的字符串，直接就是按照二进制数据的方式存储的。（不会做任何编码转换，存的是啥，取出来还是啥）

Redis对于string类型，限制了大小最大是512M。

常见命令

SET

将string类型的value设置到key中。如果key之前存在，则覆盖，无论原来的数据类型是什么。之前关于此key的TTL也全部失效。

复制代码

Set key value [EX seconds|PX millseconds][NX|XX]

选项：
EX seconds：使用秒作为单位设置key的过期时间。
PX millseconds：使用毫秒作为单位设置key的过期时间。
NX：表示如果key不存在，才会设置，如果key存在，就不设置返回nil。
XX：表示key存在，才设置（相当于更新key的value），如果不存在就不设置返回nil


SETNX=带选项NX的set
SETEX=带选项EX的set
PSETEX=带选项PX的set

时间复杂度O(1)。成功返回OK，失败返回nil。

GET

获取key对应的value。如果key不存在，返回nil。如果value的数据类型不是string，会报错。

复制代码

get key

时间复杂度O(1)。返回key对应的value，或者nil。

MGET

一次性获取多个key的值。如果对应的key不存在或者对应的数据类型不是string，返回nil。

Redis要在get的基础上设置mget这一类命令的原因在上一章中已经叙述。

复制代码

mget key [key ...]

时间复杂度O(N)，N表示的是命令中输入的key的数量。返回value对应的列表。

MSET

一次性设置多个key的值。

复制代码

mset key value [key value ...]

时间复杂度O(N)，N是key的数量。返回值永远是OK。

计数命令

INCR

将key对应的string表示的数字+1。如果key不存在，则视为key对应的value是0.如果key对应的string不是一个整形或者范围超过了64为有符号整数，则报错。

复制代码

incr key

时间复杂度O(1)。返回integer类型的加完后的数值。

INCRBY

将key对应的string表示的数字加上对应的值。如果key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的string不是一个整形或者范围超过了64位有符号整形，则报错。

复制代码

incrby key increment

时间复杂度O(1)。返回integer类型的加完后的数值。

DECR

将key对应的string表示数字减1。如果key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的string不是一个整形或者范围超过了64位有符号整形，则报错。

复制代码

decr key

时间复杂度O(1)。返回integer类型的减完后的数值。

DECRBY

将key对应的string表示的数字减去对应的值。如果key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的string不是⼀个整型或者范围超过了64位有符号整型，则报错。

复制代码

decrby key decrement

时间复杂度O(1)。返回integer类型的减完后的数值。

INCRBYFLOAT

将key对应的string表⽰的浮点数加上对应的值。如果对应的值是负数，则视为减去对应的值。如果 key 不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的不是string，或者不是⼀个浮点数，则报错。允许采⽤科学计数法表⽰浮点数。

复制代码

incrbyfloat key increment

时间复杂度O(1)。返回加/减完后的值。

其他命令

APPEND

如果key已经存在并且是⼀个string，命令会将value追加到原有string的后边。如果key不存在，则效果等同于SET命令。

复制代码

append key value

时间复杂度O(1)。返回追加完成后string的长度。

GETRANGE

返回key对应的string的⼦串，由start和end确定（左闭右闭）。可以使⽤负数表⽰倒数。-1代表倒数第⼀个字符，-2代表倒数第⼆个，其他的与此类似。超过范围的偏移量会根据string的⻓度调整成正确的值。

复制代码

getrange key start end

时间复杂度O(N)，N为[start,end]区间的长度，由于string通常比较短，可以视为O(1)。

SETRANGE

覆盖字符串的⼀部分，从指定的偏移开始。

复制代码

setrange key offset value

时间复杂度O(N)，N为value的长度，由于一般给的value比较短，通常视为O(1)。返回替换后的string的长度。

STRLEN

获取key对应的string的⻓度。当key存放的类似不是string时，报错。

复制代码

strlen key

时间复杂度O(1)。返回string的长度，或者当key不存在时，返回0。

内部的编码

字符串类型的三种内部编码：

int：8字节的长整型

embstr：小于等于39字节的字符串

raw：大于39字节的字符串

redis会根据当前值的类型和长度动态决定使用哪种内部编码实现。

适用场景

缓存（Cache）：加速读写，降低后端（如 MySQL）压力，支撑高并发访问。
计数（Counter）：快速实现计数与查询，如视频播放次数自增，可异步落地。
共享会话（Session）：分布式服务中集中存储用户登录信息，避免因负载均衡导致的重复登录。
手机验证码：限制验证码获取频率（如每分钟不超过5次），保障短信接口安全。

Hash（哈希）

这里的hash是指键值对中的value的数据类型。哈希类型中的映射关系通常称为field-value，用于区分redis整体的键值对（key-value）,注意这里的value是指field对应的值，不是key对应的值。

注意field-value中的value只能是string类型。

命令

HSET

设置hash中指定的字段（field）的值（value）。

复制代码

hset key field value [field value ...]

时间复杂度O(N)，N为插入的字段数量。返回添加字段的个数。

HGET

获取hash中指定字段的值。

复制代码

hget key field

时间复杂度O(1)。返回字段对应的值或者nil。

HEXISTS

判断hash中是否有指定的字段。

复制代码

hexist key field

时间复杂度O(1)。返回值1表示存在，0表示不存在。

HDEL

删除hash中指定的字段。

复制代码

hdel key field [field ...]

时间复杂度O(N)，N为要删除的字段数量。返回本次操作删除的字段个数。

HKEYS

获取hash中所有字段（field）。

复制代码

hkeys key

时间复杂度为O(N)，N为field的个数。返回查询到的字段列表。

HVALS

获取hash中的所有的值。

复制代码

hvals key

时间复杂度为O(N),N为field的个数。返回所有的值。

HGETALL

获取hash中的所有字段以及对应的值。是上述HKEYS 和HVALS 的结合**。**

复制代码

hgetall key

时间复杂度为O(N),N为field的个数。返回字段和对应的值。

HMGET

一次获取hash中多个字段的值。

复制代码

hmget key field [field ...]

时间复杂度O(N)，N为查询字段的个数。返回字段对应的值或者nil。

HLEN

获取hash中的所有字段的个数。

复制代码

hlen key

时间复杂度为O(1)。返回字段的个数。

HSETNX

在字段不存在的情况下，设置hash中的字段和值。

复制代码

hsetnx key field value

时间复杂度O(1)。1表示设置成功，0表示设置失败。

HINCRBY

将hash中字段对应的数值添加指定的值。

复制代码

hincrby key field increment

时间复杂度O(1)。返回该字段变化后的值。

HINCRBYFLOAT

HINCRBY的float版本

内部编码

哈希类型的两种内部编码：

ziplist（压缩列表）：当哈希类型元素个数⼩于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个）、同时所有值的长度都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会使⽤ziplist作为哈希的内部实现，ziplist使⽤更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存⽅⾯⽐ hashtable更加优秀。

hashtable（哈希表）：当哈希类型⽆法满⾜ziplist的条件时，Redis会使⽤hashtable作为哈希的内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降，⽽hashtable的读写时间复杂度为O(1)。

适用场景

存储对象（如用户信息、商品信息等）：将每个对象的 ID 作为键后缀，对象的属性作为 field，属性值作为 value。相比 JSON 字符串，Hash 可以更直观地操作单个属性，且支持局部更新，避免序列化/反序列化开销。
稀疏数据结构：Hash 天然支持不同键拥有不同的 field 集合，适合属性不固定的对象（例如部分用户有"性别"字段，部分没有），而关系型数据库需要为所有行设置 NULL 值。

List（列表）

列表类型是⽤来存储多个有序的字符串。

注意这里的有序不是指升序/降序，而是说列表中的元素的顺序是很关键的，即将列表中的元素顺序进行调换，得到的新列表和原列表是不等价的。

这一特点意味着可以通过索引下标获取某个元素或某个范围的列表。

命令

LPUSH

将一个或者多个元素从左侧放入（头插）到list中。

复制代码

lpush key element [element ...]

时间复杂度O(N)，N表示插入元素的个数，一般来说插入元素不会很多所以也可以看做O(1)

返回插入后list的长度。

LPUSHX

在key存在时，将一个或者多个元素从左侧放入（头插）到list中。列表不存在，则直接返回。

复制代码

lpushx key element [element ...]

时间复杂度同上述LPUSH。返回插入后列表的长度。

RPUSH

将一个或者多个元素从右侧放入（尾插）到list中。

复制代码

rpush key element [element ...]

时间复杂度同上述LPUSH。返回插入后列表的长度。

RPUSHX

在key存在时，将一个或者多个元素从右侧插入（尾插）到list中。

复制代码

rpushx key element [element ...]

时间复杂度同是上述LPUSH。返回插入后list的长度。

LINSERT

在特定位置插入元素。

复制代码

linsert key <BEFORE|AFTER> pivot element

pivot：表示从左往右列表中第一个值等于pivot的位置

<BEFORE|AFTER>：表示两者选其中一个，before表示在指定位置之前插入，after表示在指定位置之后插入

时间复杂度为O(N)。返回插入后的list长度。

LRANGE

获取从start到stop区间的所有元素，左闭右闭。

复制代码

lrange key start stop

时间复杂度为O(N)。返回指定区间的元素。

注意：这里的下标从0开始，如果是-1表示列表的最后一个元素。

LINDEX

获取从左数第index位置的元素。

复制代码

lindex key index

时间复杂度为O(N)。返回取出的元素，如果index超出列表范围返回nil。

LLEN

获取list长度。

复制代码

llen key

时间复杂度为O(1)。返回list的长度。

LPOP

从list左侧去除元素（即头删）。（从6.2.0版本之后，该命令新增了一个参数count）

复制代码

lpop key

时间复杂度为O(1)。返回取出的元素或者nil。

RPOP

从list右侧去取出元素（即尾删）。（从6.2.0版本之后，该命令新增了一个参数count）

复制代码

rpop key

时间复杂度为O(1)。返回取出的元素或者nil。

LREM

删除指定数量的指定元素。

复制代码

lrem key count element

count:表示要删除的个数

count>0:表示从左往右删除count个element
count<0:表示从右往左删除count个element
count==0:表示删除列表中所有的element

时间复杂度为O(N+M)，N为列表的长度，M为count的值。

返回删除元素的个数。

LTRIM

将指定区间之外的元素全部删除，左闭右闭。

复制代码

ltrim key start stop

时间复杂度为O(N)，N表示当前要删除的元素的个数。

LSET

根据下标修改元素。

复制代码

lset key index element

时间复杂度为O(N)。如果index超出范围则会报错。

阻塞版本的命令

blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本。

在列表中有元素的情况下，阻塞和非阻塞表现是一样的。但是如果列表中没有元素，非阻塞版本会理解返回nil，但阻塞版本会根据timeout，阻塞一段时间，期间redis可以执行其他命令，但要求执行该命令的客户端会表现为阻塞状态。

命令中如果设置了多个键，那么会从左向右进行遍历键，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素，命令立即返回。

如果多个客户端同时对一个键执行pop，则最先执行命令的客户端会最先得到弹出的元素。

BLPOP

LPOP的阻塞版本。

复制代码

BLPOP key [key ...] timeout

timeout：设置的阻塞时间，单位是s

BRPOP

RPOP的阻塞版本。

复制代码

BRPOP key [key ...] timeout

内部编码

List内部的编码方式并非是一个简单的数组，而是更接近于"双端队列"(deque)。

列表类型的内部编码有两种：

ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数⼩于list-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时列表中每个元素的长度都小于list-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会选用ziplist来作为列表的内部编码实现来减少内存消耗。

linkedlist（链表）：当列表类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。

适用场景

阻塞式消息队列 ：使用 lpush + brpop（或 rpush + blpop）实现生产者-消费者模型。多个消费者阻塞等待队列中的元素，保证每个元素仅被一个消费者获取，实现负载均衡和高可用性。
分频道消息队列 ：通过不同的 List 键模拟频道，消费者可以使用 brpop 同时监听多个键，实现类似订阅不同频道的效果。
微博 Timeline / 最新列表 ：利用 List 的有序性和支持按范围获取元素的特性，存储用户的微博 ID 列表。通过 lpush 向列表头部添加新微博，使用 lrange 分页获取最新文章。