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redis简介及八种数据类型

news 来源：原创 2024/5/3 7:59:22

redis简介及八种数据类型

- 一、Redis介绍
- - 简介
- 二、数据类型
- - 1.Key
  - 2.string
  - 3.List
  - 4.Set
  - 5.Hash
  - 6.zset有序集合
  - 7. Bitmaps
  - 8.HyperLogLog

一、Redis介绍

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

Redis默认有16个库，进入时默认使用的是第0个数据库

使用 select [index] 可以切换

dbsize 查看当前Key-Value数量

flushdb 清空数据库

flushdb 清空所有数据库

Redis所用的技术是单线程 + 多路IO复用

Memcache：多线程 + 锁

多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符（Socket）的就绪状态，比如调用select和poll函数，传入多个文件描述符，如果有一个文件描述符就绪，则返回，否则阻塞直到超时。得到就绪状态后进行真正的操作可以在同一个线程里执行，也可以启动线程执行（比如使用线程池）

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；要么都成功才会成功，有一个失败就都失败

二、数据类型

1.Key

Redis中的所有数据都是以键值对形式进行存储的，每一种类型的数据都要有一个键值对来对应。

**keys ** 查看所有的key

exists [key] 查看是否有[key] 返回1存在，0不存在

type [key] 查看key的类型

delete [key] 删除指定的key

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] [s] 设置过期时间，单位秒

ttl [key] 查看剩余过期时间（-1）表示无过期时间（-2）表示已经过期

2.string

String是Redis最基本的类型

String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据

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

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.

在这里插入图片描述

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。

set [key] [value] 添加键值对

**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] [值] 将 key 中储存的数字值增减。自定义值。

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，包括前后

setrange [key] [起始位置] [value] 用 [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)。

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。

3.List

特点: 单键多值

数据结构：快速链表quickList (双链表)

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。

在这里插入图片描述

l开头代表从左开始，r开头代表从右开始

lpush/rpush [][] [key] [value1] [value2] [value3] … 一键多值，插入数据

lpop/rpop [key] 弹出数据并返回

rpoplpush [key1] [key2] 从key1的右边弹出数据加入到key2的左边

lrange [key] [start] [end] 查看列表索引start到end的值， end为-1时表示最后一个

lindex [key] [index] 按照索引获取数据

llen [key] 获取key对应的列表的长度

linsert [key] before/after [value] [newValue] 在value之前/之后添加新值

lrem [key] [num] [value] 从左边开始往右删除num个value

lset [key] [index] [value] 将下标为index的值替换为value

4.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

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。

sadd [key] [value1] [value2]… 将数据添加到key对应的集合中，不能重复

smembers [key] 查询集合中所有的数据

sismember [key] [value] 判断key集合中是否有value，返回1或0

scard [key] 返回集合中的元素个数

srem [key] [value1] [value2]… 删除集合中的元素

spop [key] 随机从集合中突出一个值

srandmember [key] [n] 随机从集合中获取n个值，但不删除

smove [key1] [key2] [value] 从key1中取出value加入到key2中

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

sdiff [key1] [key2] 返回两个集合的差集 (key1 - key2， key1中有的但是key2中没有的)

5.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

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

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。

hset [key] [field] [value]… 给key对应的hash添加键为field值为value的键值对

hget [key] [field] 从集合中取出键为field的键值对

hmget [key] [field1] 获取多个键值对的值

hdel key [field1] [field2]… 删除一个或多个哈希表字段

hexists [key] [field] 查看键field是否存在

hkeys [key] 列出所有key对应的hash的键值对的键

hvals [key] 列出所有key对应的hash的键值对的值

hgetall [key] 获取hash中所有的键值对

hincrby [key] [field] [increment] 给field对应的值添加增量

hsetnx [key] [field] [value] 只有在字段field不存在时，设置hash值

hlen key 获取hash中的字段数

6.zset有序集合

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。

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。

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] [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 值递增(从小到大)次序排列。

zrevrangebyscore [key] [max] [min] [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。