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Redis基本数据类型

String类型

  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。

常用指令

set 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。

get <key>:查询对应键值。 append <key><value>:将给定的<value> 追加到原值的末尾。 strlen <key>:获得值的长度。 setnx <key><value>:只有在 key 不存在时 设置 key 的值。 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。 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。 incrby / decrby <key><步长>:将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。

mset <key1><value1><key2><value2> …:同时设置一个或多个 key-value对。 mget <key1><key2><key3> …:同时获取一个或多个 value。 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。

getrange <key><起始位置><结束位置>:获得值的范围,类似java中的substring,前包,后包。 setrange <key><起始位置><value>用 <value> :覆写所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始)。

setex <key><过期时间><value>:设置键值的同时,设置过期时间,单位秒。 getset <key><value>:以新换旧,设置了新值同时获得旧值。

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,内部结构实现上类似于Java的ArrayList,采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

  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。

List

特点: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,通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

常用命令

lpush/rpush <key><value1><value2><value3> … :从左边/右边插入一个或多个值。 lpop/rpop <key>:从左边/右边吐出一个值。值在键在,值光键亡。 rpoplpush <key1><key2>:从<key1>列表右边吐出一个值,插到<key2>列表左边。

lrange <start><stop>:按照索引下标获得元素(从左到右)。例子如下:lrange mylist 0 -1 :0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有)。

lindex <index>:按照索引下标获得元素(从左到右)。 llen <key>:获得列表长度。 linsert <key> before <value><newvalue>:在<value>的后面插入<newvalue>插入值。 lrem <key><n><value>:从左边删除n个value(从左到右)。 lset<key><index><value>:将列表key下标为index的值替换成value。

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。

Redis集合(Set)

  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是可以自动排重的,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)。   一个算法,随着数据的增加,执行时间的长短,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变。

常用命令

sadd …: 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。

smembers<key>:取出该集合的所有值。 sismember <key><value>:判断集合是否为含有该值,有1,没有0。 scard <key>:返回该集合的元素个数。 srem <key><value1><value2> …: 删除集合中的某个元素。 spop <key>:随机从该集合中吐出一个值。 srandmember <key><n>:随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。 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>:返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)。

数据结构

  Set数据结构是dict字典,字典是用哈希表实现的。   Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap,只不过所有的value都指向同一个对象。Redis的set结构也是一样,它的内部也使用hash结构,所有的value都指向同一个内部值。

Redis哈希(Hash)

  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。   类似Java里面的Map<String,Object>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:   第一种方式的缺点在于:修改用户数据时,需要先把数据序列化修改完再反序列化回去。   第二种方式的缺点在于:key中需要增加用户ID,数据冗余。

  第三种方式如下:通过 key(用户ID) + field(属性标签)(即使用key:field value的结构) 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。

常用命令

hset <key><field><value>:给<key>集合中的 键赋值<value>。 hget <key1><field>:从<key1>集合<field>取出 value。 hmset <key1><field1><value1><field2><value2>… :批量设置hash的值。 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。 hvals <key>:列出该hash集合的所有value。 hincrby <key><field><increment>:为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1。 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 。

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。

Redis有序集合Zset(sorted set)

  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。

常用命令

zadd <key><score1><value1><score2><value2>…:将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。 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。

zrangebyscore key minmax [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。

zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]:同上,改为从大到小排列。 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,分数区间内的元素个数。 zrank <key><value>:返回该值在集合中的排名,从0开始。

案例:如何利用zset实现一个文章访问量的排行榜?

数据结构

  SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构,一方面它等价于Java的数据结构Map<String, Double>,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序,可以得到每个元素的名次,还可以通过score的范围来获取元素的列表。   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。

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