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Redis入门 - 数据类型：5种基础数据类型详解

Redis所有的key（键）都是字符串。我们在谈基础数据结构时，讨论的是存储值的数据类型，主要包括常见的5种数据类型，分别是：String、List、Set、Zset、Hash

Redis数据结构简介

Redis基础文章非常多，关于基础数据结构类型，我推荐你先看下官方网站内容在新窗口打开，然后再看下面的小结

首先对redis来说，所有的key（键）都是字符串。我们在谈基础数据结构时，讨论的是存储值的数据类型，主要包括常见的5种数据类型，分别是：String、List、Set、Zset、Hash。

结构类型结构存储的值结构的读写能力
String字符串可以是字符串、整数或浮点数对整个字符串或字符串的一部分进行操作；对整数或浮点数进行自增或自减操作；
List列表一个链表，链表上的每个节点都包含一个字符串对链表的两端进行push和pop操作，读取单个或多个元素；根据值查找或删除元素；
Set集合包含字符串的无序集合字符串的集合，包含基础的方法有看是否存在添加、获取、删除；还包含计算交集、并集、差集等
Hash散列包含键值对的无序散列表包含方法有添加、获取、删除单个元素
Zset有序集合和散列一样，用于存储键值对字符串成员与浮点数分数之间的有序映射；元素的排列顺序由分数的大小决定；包含方法有添加、获取、删除单个元素以及根据分值范围或成员来获取元素

基础数据结构详解

内容其实比较简单，我觉得理解的重点在于这个结构怎么用，能够用来做什么？所以我在梳理时，围绕图例，命令，执行和场景来阐述。@pdai

String字符串

String是redis中最基本的数据类型，一个key对应一个value。

String类型是二进制安全的，意思是 redis 的 string 可以包含任何数据。如数字，字符串，jpg图片或者序列化的对象。

  • 图例

下图是一个String类型的实例，其中键为hello，值为world

  • 命令使用
命令简述使用
GET获取存储在给定键中的值GET name
SET设置存储在给定键中的值SET name value
DEL删除存储在给定键中的值DEL name
INCR将键存储的值加1INCR key
DECR将键存储的值减1DECR key
INCRBY将键存储的值加上整数INCRBY key amount
DECRBY将键存储的值减去整数DECRBY key amount
  • 命令执行
127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> get hello
"world"
127.0.0.1:6379> del hello
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get hello
(nil)
127.0.0.1:6379> set counter 2
OK
127.0.0.1:6379> get counter
"2"
127.0.0.1:6379> incr counter
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get counter
"3"
127.0.0.1:6379> incrby counter 100
(integer) 103
127.0.0.1:6379> get counter
"103"
127.0.0.1:6379> decr counter
(integer) 102
127.0.0.1:6379> get counter
"102"
  • 实战场景
    • 缓存： 经典使用场景，把常用信息，字符串，图片或者视频等信息放到redis中，redis作为缓存层，mysql做持久化层，降低mysql的读写压力。
    • 计数器：redis是单线程模型，一个命令执行完才会执行下一个，同时数据可以一步落地到其他的数据源。
    • session：常见方案spring session + redis实现session共享，

List列表

Redis中的List其实就是链表（Redis用双端链表实现List）。

使用List结构，我们可以轻松地实现最新消息排队功能（比如新浪微博的TimeLine）。List的另一个应用就是消息队列，可以利用List的 PUSH 操作，将任务存放在List中，然后工作线程再用 POP 操作将任务取出进行执行。

  • 图例

  • 命令使用
命令简述使用
RPUSH将给定值推入到列表右端RPUSH key value
LPUSH将给定值推入到列表左端LPUSH key value
RPOP从列表的右端弹出一个值，并返回被弹出的值RPOP key
LPOP从列表的左端弹出一个值，并返回被弹出的值LPOP key
LRANGE获取列表在给定范围上的所有值LRANGE key 0 -1
LINDEX通过索引获取列表中的元素。你也可以使用负数下标，以 -1 表示列表的最后一个元素， -2 表示列表的倒数第二个元素，以此类推。LINDEX key index

  • 使用列表的技巧

    • lpush+lpop=Stack(栈)
    • lpush+rpop=Queue（队列）
    • lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合）
    • lpush+brpop=Message Queue（消息队列）

  • 命令执行

127.0.0.1:6379> lpush mylist 1 2 ll ls mem
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "mem"
2) "ls"
3) "ll"
4) "2"
5) "1"
127.0.0.1:6379> lindex mylist -1
"1"
127.0.0.1:6379> lindex mylist 10        # index不在 mylist 的区间范围内
(nil)
  • 实战场景
    • 微博TimeLine: 有人发布微博，用lpush加入时间轴，展示新的列表信息。
    • 消息队列

Set集合

Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。

Redis 中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

  • 图例

  • 命令使用
命令简述使用
SADD向集合添加一个或多个成员SADD key value
SCARD获取集合的成员数SCARD key
SMEMBERS返回集合中的所有成员SMEMBERS key member
SISMEMBER判断 member 元素是否是集合 key 的成员SISMEMBER key member

其它一些集合操作，请参考这里https://www.runoob.com/redis/redis-sets.html

  • 命令执行
127.0.0.1:6379> sadd myset hao hao1 xiaohao hao
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "xiaohao"
2) "hao1"
3) "hao"
127.0.0.1:6379> sismember myset hao
(integer) 1
  • 实战场景
    • 标签（tag）,给用户添加标签，或者用户给消息添加标签，这样有同一标签或者类似标签的可以给推荐关注的事或者关注的人。
    • 点赞，或点踩，收藏等，可以放到set中实现

Hash散列

Redis hash 是一个 string 类型的 field（字段） 和 value（值） 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。

  • 图例

  • 命令使用
命令简述使用
HSET添加键值对HSET hash-key sub-key1 value1
HGET获取指定散列键的值HGET hash-key key1
HGETALL获取散列中包含的所有键值对HGETALL hash-key
HDEL如果给定键存在于散列中，那么就移除这个键HDEL hash-key sub-key1
  • 命令执行
127.0.0.1:6379> hset user name1 hao
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user email1 hao@163.com
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "name1"
2) "hao"
3) "email1"
4) "hao@163.com"
127.0.0.1:6379> hget user user
(nil)
127.0.0.1:6379> hget user name1
"hao"
127.0.0.1:6379> hset user name2 xiaohao
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user email2 xiaohao@163.com
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "name1"
2) "hao"
3) "email1"
4) "hao@163.com"
5) "name2"
6) "xiaohao"
7) "email2"
8) "xiaohao@163.com"
  • 实战场景
    • 缓存： 能直观，相比string更节省空间，的维护缓存信息，如用户信息，视频信息等。

Zset有序集合

Redis 有序集合和集合一样也是 string 类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个 double 类型的分数。redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

有序集合的成员是唯一的, 但分数(score)却可以重复。有序集合是通过两种数据结构实现：

  1. 压缩列表(ziplist): ziplist是为了提高存储效率而设计的一种特殊编码的双向链表。它可以存储字符串或者整数，存储整数时是采用整数的二进制而不是字符串形式存储。它能在O(1)的时间复杂度下完成list两端的push和pop操作。但是因为每次操作都需要重新分配ziplist的内存，所以实际复杂度和ziplist的内存使用量相关
  2. 跳跃表（zSkiplist): 跳跃表的性能可以保证在查找，删除，添加等操作的时候在对数期望时间内完成，这个性能是可以和平衡树来相比较的，而且在实现方面比平衡树要优雅，这是采用跳跃表的主要原因。跳跃表的复杂度是O(log(n))。
  • 图例

  • 命令使用
命令简述使用
ZADD将一个带有给定分值的成员添加到有序集合里面ZADD zset-key 178 member1
ZRANGE根据元素在有序集合中所处的位置，从有序集合中获取多个元素ZRANGE zset-key 0-1 withccores
ZREM如果给定元素成员存在于有序集合中，那么就移除这个元素ZREM zset-key member1

更多命令请参考这里 https://www.runoob.com/redis/redis-sorted-sets.html

  • 命令执行
127.0.0.1:6379> zadd myscoreset 100 hao 90 xiaohao
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZRANGE myscoreset 0 -1
1) "xiaohao"
2) "hao"
127.0.0.1:6379> ZSCORE myscoreset hao
"100"
  • 实战场景
    • 排行榜：有序集合经典使用场景。例如小说视频等网站需要对用户上传的小说视频做排行榜，榜单可以按照用户关注数，更新时间，字数等打分，做排行。

参考文章

  • http://ddrv.cn/a/260579
  • https://www.cnblogs.com/haoprogrammer/p/11065461.html
  • https://www.pianshen.com/article/6479421770/
  • https://www.runoob.com/redis/redis-sorted-sets.html
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