Redis学习 (1) 五大数据类型

Redis概述

介绍

Redis是一个高性能的key-value数据库，默认端口号6379

Redis有以下特点：

• Redis支持数据持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中
• Redis支持的类型更丰富，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set –有序集合)和hash（哈希类型）
• Redis支持数据的备份，master-slave(主从)同步

Redis 和memcache有三点不同：

• 支持多数据类型。
• 支持持久化。
• 单线程+多路IO复用（memcache为多线程）

基本操作

select db号：选择数据库

flushdb：清空当前库

flushall：清空所有库

key操作

keys *：查看当前库所有key ，*为匹配模式

exists key：判断某个key是否存在

type key：查看key为什么类型

del key：删除指定key的数据

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：为key设置过期时间为time秒

ttl key：查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期

数据库操作

select index：切换数据库，默认16个数据库，下标从0开始，默认使用0号库

dbsize：查看当前数据库的key的数量

flushdb：清空当前库

flushall：通杀全部库

Redis数据类型

字符串string

string类型是Redis中最基本的数据类型，一个Redis字符串的value最多是512MB

string是二进制安全的，也就是说string类型可以包含任何二进制数据

基本命令

• set <key> <value>：添加键值对

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

NX: 当数据库中key不存在时，可以将key-value添加数据库
XX: 数据库中key存在时，可以将key-value添加数据库，与NX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

127.0.0.1:6379> get k1
"v1100"

• append <key> <value>：将给定的value增加到原值的末尾

127.0.0.1:6379> set k2 hello
OK
127.0.0.1:6379> append k2 world
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get k2
"helloworld"

• strlen <key>：获得值的长度

127.0.0.1:6379> get k2
"helloworld"
127.0.0.1:6379> strlen k2
(integer) 10

• setnx <key> <value>：使用NX参数，只有在key不存在时，设置key值

• setex <key> <过期时间(秒)> <value>：设置键值的同时，设置过期时间

• mset <key1> <value1> <key2> <value2> ...：同时设置一个或多个key-value对

127.0.0.1:6379> mset k6 smith k7 marry k8 jack
OK

• mget <key1> <key2> <key3> ...：同时获取一个或多个value

127.0.0.1:6379> mget k6 k7 k8
1) "smith"
2) "marry"
3) "jack"

• 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

• getset <key> <value>：设置了新值同时获得旧值

127.0.0.1:6379> getset k8 john
"jack"
127.0.0.1:6379> get k8
"john"

• 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

127.0.0.1:6379> set k3 10
OK
127.0.0.1:6379> incr k3
(integer) 11

• 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

127.0.0.1:6379> set k4 20
OK
127.0.0.1:6379> decr k4
(integer) 19

• incrby/decrby <key> <步长>：将key中储存的数字值增减，自定义步长

127.0.0.1:6379> set k5 100
OK
127.0.0.1:6379> incrby k5 50
(integer) 150

getrange <key> <起始位置> <结束位置>：获取[起始位置，结束位置]范围内的值，索引从0开始

127.0.0.1:6379> set name dawnzzz
OK
127.0.0.1:6379> getrange name 0 3
"dawn"

setrange <key> <起始位置> <value>：用value覆盖key所存储的字符串，索引从0开始

127.0.0.1:6379> set name dawnzzzz
OK
127.0.0.1:6379> setrange name 4 hello
(integer) 9
127.0.0.1:6379> get name
"dawnhello"

数据结构

string内部使用字符串数组作为数据结构，可以看作一个结构体，其中不仅包括指向数据存储空间的指针，还包括容量capability和实际长度len。采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

capability为字符串的容量，len为字符串的实际长度。当字符串长度小于1MB时，扩容都是加倍现有的空间，如果超过1MB，扩容时一次只会多扩1MB的空间。字符串的最大长度为512MB：

列表list

list类型是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。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。

基本命令

• lpush/rpush <key> <value1> <value2> <value3> ...：从左边/右边插入一个或多个值

127.0.0.1:6379> lpush k1 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange k1 0 -1
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"

127.0.0.1:6379> rpush k2 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange k2 0 -1
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"

• lpop/rpop <key>：从左边/右边弹出一个值

127.0.0.1:6379> lpop k1
"v3"
127.0.0.1:6379> lrange k1 0 -1
1) "v2"
2) "v1"

• rpoplpush <key1> <key2>：从k1列表的右边弹出一个值，插入key2列表的左边

127.0.0.1:6379> rpoplpush k1 k2
"v1"
127.0.0.1:6379> lrange k1 0 -1
1) "v2"
127.0.0.1:6379> lrange k2 0 -1
1) "v1"
2) "v1"
3) "v2"
4) "v3"

• lrange <key> <start> <stop>：按照索引下标获得元素

127.0.0.1:6379> lrange k2 0 2
1) "v1"
2) "v1"
3) "v2"

• lindex <key> <index>：按照索引下标获得元素

127.0.0.1:6379> lindex k2 0
"v1"

• llen <key>：获得列表长度

127.0.0.1:6379> llen k2
(integer) 4

• linsert <key> before/after <value> <newvalue>：在value前面/后面插入newvalue

127.0.0.1:6379> linsert k2 before v2 newV2
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange k2 0 -1
1) "v1"
2) "v1"
3) "newV2"
4) "v2"
5) "v3"

• lrem <key> <n> <value>：从左边删除n个value

127.0.0.1:6379> lrem k2 2 v1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lrange k2 0 -1
1) "newV2"
2) "v2"
3) "v3"

• lset <key> <index> <value>：将列表key下标为index的值替换成value

127.0.0.1:6379> lrange k2 0 -1
1) "newV2"
2) "v2"
3) "newV3"

数据结构

list底层的数据结构为快速链表quicklist：

• 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，即将ziplist通过指针链接起来组成双向链表。

集合set

set类型可以自动去重，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中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)**。

常用命令

• sadd <key> <value1> <value2> ...：将一个或多个元素加入到集合key中

127.0.0.1:6379> sadd k1 men1 men2 men3
(integer) 3

• smembers <key>：取出该集合的所有值

127.0.0.1:6379> smembers k1
1) "men3"
2) "men1"
3) "men2"

• sismember <key> <value>：判断集合key是否为含有该value值，有1，没有0

127.0.0.1:6379> sismember k1 men2
(integer) 1

• scard <key>：返回该集合的元素个数

127.0.0.1:6379> scard k1
(integer) 3

• srem <key> <value1> <value2>：删除集合中的某个元素

127.0.0.1:6379> srem k1 men1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers k1
1) "men3"
2) "men2"

• spop <key>：随机从集合中弹出一个值

127.0.0.1:6379> spop k1
"men3"

• srandmember <key> <n>：随机从该集合中取出n个值，不会从集合中删除

127.0.0.1:6379> srandmember k1 3
1) "men5"
2) "men4"
3) "men6"

• 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>：两个集合的差集元素（集合key-集合key2）

数据结构

Set数据结构是dict字典，字典是用哈希表实现的，所有的value都指向同一个内部值（集合中元素不重复）。

哈希hash

hash类型是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象

常用命令

• hset <key> <field> <value>：给key集合中的field键赋值value

127.0.0.1:6379> hset user1 name dawn
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user1 age 22
(integer) 1

• hsetnx <key> <field> <value>：当且仅当域field不存在时，将哈希表 key 中的域field的值设置为value
• hget <key1> <field>：从field中取出值

127.0.0.1:6379> hget user1 name
"dawn"

• hmset <key1> <field1> <value1> <field2> <value2>：批量设置hash的值

127.0.0.1:6379> hmset user1 university bupt major cs
OK

• 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

127.0.0.1:6379> hkeys user1
1) "name"
2) "age"
3) "university"
4) "major"

• hvals <key>：列出该hash集合的所有value

127.0.0.1:6379> hvals user1
1) "dawn"
2) "22"
3) "bupt"
4) "cs"

• hincrby <key> <field> <increment>：为哈希表key中的域 field 的值加上增量

127.0.0.1:6379> hincrby user1 age 2
(integer) 24
127.0.0.1:6379> hget user1 age
"24"

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。

有序集合zset

zset与普通集合类似，不同的是zset的每个成员都关联了一个评分（score），这个评分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的。

常用命令

• zadd <key> <score1> <value1> <score2> <value2>：将一个或多个元素加入到有序集合key中

127.0.0.1:6379> zadd topn 100 C++ 200 Python 300 Java 150 MySQL 250 Redis
(integer) 5

• 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

127.0.0.1:6379> zrange topn 0 -1 withscores
 1) "C++"
 2) "100"
 3) "MySQL"
 4) "150"
 5) "Python"
 6) "200"
 7) "Redis"
 8) "250"
 9) "Java"
10) "300"

• 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 值从小到大min max次序排列

127.0.0.1:6379> zrangebyscore topn 200 500 withscores
1) "Python"
2) "200"
3) "Redis"
4) "250"
5) "Java"
6) "300"

• zrevrangebyscore key max min [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 值从大到小max min次序排列

127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore topn 500 200 withscores
1) "Java"
2) "300"
3) "Redis"
4) "250"
5) "Python"
6) "200"

• 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>：统计该集合中，[min, max]内的元素个数

• zrank <key> <value>：返回该值在集合中的排名，从0开始

127.0.0.1:6379> zrank topn Redis
(integer) 3

数据结构

zset底层使用了两个数据结构：

• hash表，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。

• 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

跳跃表就是链表+多级索引（越靠近上层的索引，索引项越少，上层索引是下层索引的索引）结构：