Redis数据库二——常用五大数据类型

常用五大数据类型

redis常用五大数据类型

String （字符串类型）

String是redis最基本的类型，你可以理解成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，意思是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。

List（列表）

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）。

Set（集合）

Redis的Set是String类型的无序集合，它是通过HashTable实现的 !

Hash（哈希，类似 Java里的Map)

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>

它的底层实际是个链表 !

Zset（sorted set：有序集合）

Redis zset 和 set 一样，也是String类型元素的集合，且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。
Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序，zset的成员是唯一的，但是分数（score）
却可以重复。

key键常用命令

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 1

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)

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

添加键值对

set   <key><value>

#当数据库中key不存在时，可以将key-value添加数据库
#当数据库中key存在时，可以将key-value添加数据库

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,数据存在则不做修改

setnx  <key><value>

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)

incr  <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）

decr  <key>

将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。

incrby / decrby  <key><步长>
#incrby k4 100

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,如果有一个已存在则都失败。

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

获得值的范围

#getrange  <key><起始位置><结束位置>

127.0.0.1:6379> set name lucymary
OK
127.0.0.1:6379> getrange name 0 3
"lucy"

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)。

#setrange  <key><起始位置><value>

127.0.0.1:6379> setrange name 3 abc
(integer) 8
127.0.0.1:6379> get name
"lucabcry"

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)

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> ....

lpush结构图

rpush结构图

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),0 -1 表示所有值

lrange <key><start><stop>

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>

在 value 的前/后面插入 newvalue 插入值

linsert <key>  after/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)

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)

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：>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

给 key 集合中的 field 键赋值 value

hset <key><field><value>

从 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)

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>…

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。

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

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。

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(从大到小)次序排列。

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。

跳跃表（跳表）

1、简介
有序集合在生活中比较常见，例如根据成绩对学生排名，根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现，可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除；平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂；链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树，实现远比红黑树简单。
2、实例
对比有序链表和跳跃表，从链表中查询出51
（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。
21节点比51节点小，继续向后比较，后面就是NULL了，所以从21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41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。

从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高