redis常见数据类型

一、 常见的数据类型

        string类型

                1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

        2常用命令

                set <key><value>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

                示例： set name cxx

        设值取值

                setex <key><过期时间><value>#设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。

                # set key val EX 80

                # setex key 80 val

                setnx key value 不存在就插入（not exists）

                # set key val NX

                -- 取值：

                get <key>查询对应键值

                示例:get name

                getset <key><value> 以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

                示例: getset name new_cxx #给 name 的 value 设置新值，返回旧值

        批量操作

        mset key1 key2 批量设置key

        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 如果有一个存在就会不成功。

        注意：有一个失败则都失败

        mget key1 key2 批量获取

                setrange <key><起始位置index><value> #从 index 开始替换 value

                getrange <key><起始位置><结束位置>

                getrange name 0 -1 #字符串分段 0 -1 是全部 0 -2 ==n-1

                append <key><value> #将给定的<value> 追加到原值的末尾

                strlen <key> #获得值的长度

        递增递减

        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

                示例:incr age

        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

                示例:decr age #递减

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

                示例: incrby age 10 递增

                示例: decrby age 10 递减

     原子性操作

                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，不能被其他进程（线程）打断的操作叫原子操作。

        redis 单命令的原子性主要得益于redis 的单线程

3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.

如果他有1kb空间, 内容超过1kb空间，就需要扩容，会自动扩容两倍，依次往上 最大为512兆(M)

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（2倍），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类型

1简介

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。

v3 v2 V1

v1 v2 v3

2常用命令

添加值

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。#

取值：

lrange <key><start><stop>

按照索引下标获得元素(从左到右)

示例: lrange mylist 0 -1

0左边第一个，-1右边第一个，（0 -1表示获取有）

lindex <key><index>按照索引下标获得元素(从左到右)

llen <key>获得列表长度

lrem <key><n><value> 从左边删除n个对应的value值(从左到右)

示例: lrem k3 3 "test" #从左边开始删除k3里面的3个“test”

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

3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。

hash类型

1简介

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：修改太复杂，需要序列化和返序列化

                         user{id : 1 name : gkf age : 21}

        第二种：数据结构太乱

                        user：id 1

                        user：name"gkf"

                        user: age 21

        第三种：hash存储

                        (key)            (value)

                        hash      filed         value

                        user        id               1

                                        name        gkf

                                        age            21 

通过第三种方式：（ 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

2常用命令

hset <key><field><value>给<key>集合中的 <field>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。

示例:hexists hhash username

hkeys <key>列出该hash集合的所有field

示例:hkeys stu1

hvals <key>列出该hash集合的所有value

示例:hvals stu1

hincrby <key><field><increment>为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1

示例: hincrby stu1 age -12

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 .

示例: hsetnx stu1 id 100

3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。

ZipList 是一种特殊的“双端链表” ，由一系列特殊编码的连续内存块组成。可以在任意一端进行压入/弹出操作

entry，节点占用字节不固定（按需分配、节省内存）

ZipListEntry

ZipList 中的Entry并不像普通链表那样记录前后节点的指针，因为记录两个指针要占用16个字节，浪费内存。而是采用了下面的结构：

• previous_entry_length：前一节点的长度，占1个或5个字节。

    如果前一节点的长度小于254字节，则采用1个字节来保存这个长度值

   如果前一节点的长度大于254字节，则采用5个字节来保存这个长度值，第一个字节为0xfe，后        四个字节才是真实长度数据

• encoding：编码属性，记录content的数据类型（字符串还是整数）以及长度，占用1个、2个或 5个字节
• contents：负责保存节点的数据，可以是字符串或整数

ZipListEntry中的encoding编码分为字符串和整数两种：

字符串： 如果encoding是以“00”、“01”或者“10”开头，则证明content是字符串

整数： 如果encoding是以“11”开始，则证明content是整数，且encoding固定只占用1个字节

节省内存但遍历有一定缺陷，只能从前向后或者从后向前，使用时对节点个数会有一定限制

set类型

1简介

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。

会自动去重

2常用命令

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

        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<key>是否为含有该<value>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> <count> 随机从该集合中吐出count个值。会从集合中删除数据

        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)

3 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。

zset类型(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

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。

示例:zrangebyscore tzset 3 4 limit 0 2

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。

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。

对比有序链表和跳跃表，从链表中查询出51

数据结构之跳表_跳表几级-CSDN博客

（1） 有序链表

要查找值为51的元素，需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。

（2） 跳跃表

从第2层开始，1节点比51节点小，向后比较。

41节点比51节点小，继续向后比较，后面就是NULL了，所以从41节点向下到第1层

在第1层，41节点比51节点小，继续向后，61节点比51节点大，所以从61向下

在第0层，51节点为要查找的节点，节点被找到，共查找4次。

各数据的使用场景

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