七天玩转Redis | Day2、Redis基本数据类型

前言

Redis作为内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。它的value支持多种类型的数据结构，基本数据结构包含：字符串(strings)、散列(hashes)、列表(lists)、集合(sets)、有序集合(sorted sets)五种。

这五种数据结构在我们工作中经常使用到，面试过程中经常被问到，因此熟练掌握这5种基本数据结构的使用和应用场景是Redis知识最基础也是最重要的部分。

目录

1、 String类型

1.1、类型介绍

字符串是Redis最简单的储存类型，它存储的值可以是字符串、整数或者浮点数，对整个字符串或者字符串的其中一部分执行操作;对整数或者浮点数执行自增(increment)或者自减(decrement)操作。

Redis的字符串是一个由字节组成的序列，跟java里面的ArrayList有点类似，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。

1.2、应用场景

字符串类型在工作中使用广泛，主要用于缓存数据，提高查询性能.比如存储登录用户信息、电商中存储商品信息、可以做计数器(想知道什么时候封锁一个IP地址(访问超过几次))等等.

1.3、内存存储模型

1.4、 常用操作命令

命令说明set设置一个key/valueget根据key获得对应的valuemset一次设置多个key valuemget一次获得多个key的valuegetset获得原始key的值，同时设置新值strlen获得对应key存储value的长度append为对应key的value追加内容getrange 索引0开始截取value的内容setex设置一个key存活的有效期（秒）psetex设置一个key存活的有效期（毫秒）setnx存在不做任何操作,不存在添加msetnx原子操作(只要有一个存在不做任何操作)可以同时设置多个key,只要有一个存在都不保存decr进行数值类型的-1操作decrby根据提供的数据进行减法操作Incr进行数值类型的+1操作incrby根据提供的数据进行加法操作Incrbyfloat根据提供的数据加入浮点数

2、List类型

2.1、类型介绍

Redis中的lists相当于Java中的LinkedList，实现原理是一个双向链表（其底层是一个快速列表)，即可以支持反向查找和遍历，更方便操作。插入和删除操作非常快，时间复杂度为o(1)，但是索引定位很慢，时间复杂度为o(n)。

2.2、应用场景

lists的应用场景非常多，可以利用它轻松实现热销榜；可以实现工作队列(利用lists的push操作，将任务存在lists中，然后工作线程再用pop操作将任务取出进行执行） ；可以实现最新列表，比如最新评论等。

2.3、内存存储模型

2.4、常用操作指令

命令说明lpush将某个值加入到一个key列表头部lpushx同lpush,但是必须要保证这个key存在rpush将某个值加入到一个key列表末尾rpushx同rpush,但是必须要保证这个key存在lpop返回和移除列表左边的第一个元素rpop返回和移除列表右边的第一个元素lrange获取某一个下标区间内的元素llen获取列表元素个数lset设置某一个指定索引的值(索引必须存在)lindex获取某一个指定索引位置的元素lrem删除重复元素ltrim保留列表中特定区间内的元素linsert在某一个元素之前，之后插入新元素

3、 Set类型

3.1、类型介绍

集合类似Java中的HashSet，内部实现是一个value永远为null的HashMap，实际就是通过计算hash的方式来快速排重的，这也是set能提供判断一个成员是否在集合内的原因。

特点: Set类型 Set集合 元素无序 不可以重复

3.2、应用场景

redis的sets类型是使用哈希表构造的，因此复杂度是o(1)，它支持集合内的增删改查，并且支持多个集合间的交集、并集、差集操作。可以利用这些集合操作，解决程序开发过程当中很多数据集合间的问题。比如计算网站独立ip，用户画像中的用户标签，共同好友等功能。

3.3、内存存储模型

3.4、常用命令

命令说明sadd为集合添加元素smembers显示集合中所有元素 无序scard返回集合中元素的个数spop随机返回一个元素 并将元素在集合中删除smove从一个集合中向另一个集合移动元素 必须是同一种类型srem从集合中删除一个元素sismember判断一个集合中是否含有这个元素srandmember随机返回元素sdiff去掉第一个集合中和其它集合含有的相同元素sinter求交集sunion求和集

4、ZSet类型

4.1、类型介绍

sorted sets是Redis类似于SortedSet和HashMap的结合体，一方面它是一个set，保证了内部value的唯一性，另一方面它可以给每个value赋予一个score，代表这个value的排序权重。内部使用HashMap和跳跃表(SkipList)来保证数据的存储和有序，HashMap里放的是成员到score的映射，而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是HashMap里存的score,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。sorted sets中最后一个value被移除后，数据结构自动删除，内存被回收。

特点: 可排序的set集合 排序 不可重复

4.2、应用场景

主要应用于根据某个权重进行排序的队列的场景，比如游戏积分排行榜，设置优先级的任务列表，学生成绩表等。

4.3、内存模型

4.5、常用命令

命令说明zadd添加一个有序集合元素zcard返回集合的元素个数zrange 升序 zrevrange 降序返回一个范围内的元素 withscores添加分数zrangebyscore按照分数查找一个范围内的元素zrank返回排名zrevrank倒序排名zscore显示某一个元素的分数zrem移除某一个元素zincrby给某个特定元素加分

5、hash类型

5.1、类型介绍

散列相当于Java中的HashMap，内部是无序字典。实现原理跟HashMap一致。一个哈希表有多个节点，每个节点保存一个键值对。

与Java中的HashMap不同的是，rehash 的方式不一样，因为Java的HashMap在字典很大时,rehash是个耗时的操作，需要一次性全部rehash。Redis为了高性能，不能堵塞服务，所以采用了渐进式rehash策略。

渐进式 rehash会在rehash的同时，保留新旧两个hash结构，查询时会同时查询两个hash结构，然后在后续的定时任务中以及hash操作指令中，循序渐进地将旧hash的内容一点点迁移到新的 hash结构中。当搬迁完成了，就会使用新的hash结构取而代之。
当hash移除了最后一个元素之后，该数据结构自动被删除，内存被回收。

特点: value 是一个map结构 存在key value key 无序的

5.2、应用场景

Hash也可以同于对象存储，比如存储用户信息，与字符串不一样的是，字符串是需要将对象进行序列化(比如json序列化)之后才能保存，而Hash则可以讲用户对象的每个字段单独存储，这样就能节省序列化和反序列的时间。如下:

此外还可以保存用户的购买记录，比如key为用户id，field为商品id，value为商品数量。同样还可以用于购物车数据的存储，比如key为用户id， field为商品id,value为购买数量等等。

5.3、内存模型

5.4、常用命令

命令说明hset设置一个key/value对hget获得一个key对应的valuehgetall获得所有的key/value对hdel删除某一个key/value对hexists判断一个key是否存在hkeys获得所有的keyhvals获得所有的valuehmset设置多个key/valuehmget获得多个key的valuehsetnx设置一个不存在的key的值hincrby为value进行加法运算hincrbyfloat为value加入浮点值