Redis6 – 常用五大数据类型

内容纲要

前言

获得redis常见数据类型操作命令http://www.redis.cn/commands.html

Redis键(key)

查看当前库所有key (匹配:keys *1)

keys *

判断某个key是否存在

exists key

查看你的key是什么类型

type key

删除指定的key数据

del 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。

unlink key

10秒钟:为给定的key设置过期时间

expire key 10

查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期

ttl key

命令切换数据库

select

查看当前数据库的key的数量

dbsize

清空当前库

flushdb

通杀全部库

flushall

Redis字符串(String)

简介

String是Redis最基本的类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,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。

常用命令

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

查询对应键值

get <key>

将给定的<value>追加到原值的末尾

append <key><value>

获得值的长度

strlen <key>

只有在 key 不存在时,设置 key 的值

setnx <key><value>

incr

  • 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

  • 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 <步长>将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。

原子性

所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;
这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。
(1)在单线程中, 能够在单条指令中完成的操作都可以认为是"原子操作",因为中断只能发生于指令之间。
(2)在多线程中,不能被其它进程(线程)打断的操作就叫原子操作。
Redis单命令的原子性主要得益于Redis的单线程。

案例:

  • java中的i++是否是原子操作?不是
  • i=0;两个线程分别对i进行++100次,值是多少? 2~200

同时设置一个或多个 key-value对

mset  <key1><value1><key2><value2>  ....

同时获取一个或多个 value

mget  <key1><key2><key3> .....

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。原子性,有一个失败则都失败

msetnx <key1><value1><key2><value2>  .....

获得值的范围,类似java中的substring,前包,后包

getrange  <key><起始位置><结束位置>

<value>覆写<key>所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始)。

setrange  <key><起始位置><value>

设置键值的同时,设置过期时间,单位秒。

setex  <key><过期时间><value>

以新换旧,设置了新值同时获得旧值。

getset <key><value>

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。


如图中所示,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。

Redis列表(List)

简介

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

从左边/右边插入一个或多个值。

lpush/rpush  <key><value1><value2><value3> ....

从左边/右边吐出一个值。值在键在,值光键亡。

lpop/rpop  <key>

列表右边吐出一个值,插到<key2>列表左边。

rpoplpush  <key1><key2>从<key1>

按照索引下标获得元素(从左到右)

lrange <key><start><stop>

0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有)

lrange mylist 0 -1

按照索引下标获得元素(从左到右)

lindex <key><index>

获得列表长度

llen <key>

<value>的后面插入<newvalue>插入值

linsert <key> before <value><newvalue>

从左边删除n个value(从左到右)

lrem <key><n><value>

将列表key下标为index的值替换成value

lset <key><index><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)

简介

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

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

sadd <key><value1><value2> .....

取出该集合的所有值。

smembers <key>

判断集合<key>是否为含有该<value>值,有1,没有0

sismember <key><value>

返回该集合的元素个数。

scard<key>

删除集合中的某个元素。

srem <key><value1><value2> ....

随机从该集合中吐出一个值。

spop <key>

随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。

srandmember <key><n>

value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

smove <source><destination>

返回两个集合的交集元素。

sinter <key1><key2>

返回两个集合的并集元素。

sunion <key1><key2>

返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)

sdiff <key1><key2>

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)

简介

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:

  • 每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去。开销较大。

    用户ID数据冗余

  • 通过 key(用户ID) + field(属性标签) 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

<key>集合中的<field>键赋值<value>

hset <key><field><value>

<key1>集合<field>取出value

hget <key1><field>

批量设置hash的值

hmset <key1><field1><value1><field2><value2>...

查看哈希表 key中,给定域 field是否存在。

hexists <key1><field>

列出该hash集合的所有field

hkeys <key>

列出该hash集合的所有value

hvals <key>

为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1

hincrby <key><field><increment>

将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ,当且仅当域 field 不存在。

hsetnx <key><field><value>

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)

简介

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

将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

zadd  <key><score1><value1><score2><value2>…

回有序集 key 中,下标在之间的元素

zrange <key><start><stop>  [WITHSCORES]

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。
同上,改为从大到小排列。

zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]

为元素的score加上增量

zincrby <key><increment><value>

删除该集合下,指定值的元素

zrem  <key><value>

统计该集合,分数区间内的元素个数

zcount <key><min><max>

返回该值在集合中的排名,从0开始。

zrank <key><value>

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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