redis五种数据类型

Posted 2020-11-23 ritualyang

redis：5种数据类型

• 针对key的命令

  keys       (keys pattern)             # 根据指定规则返回符合条件的key
  del        (del key1 key2)            # 删除指定的key
  exists     (exists key)               # 判断是否存在指定的key
  move       (move key db)              # 将指定的key移入到指定的数据库中
  rename     (rename key newkey)        # 对key进行重命名
  renamenx   (renamenx key newkey)      # 仅当newkey不存在时，将key改名为newkey
  type       (type key)                 # 返回key的类型
  expire     (expire key second)        # 给指定的key设置失效时间
  expireat   (expireat key timestamp)   # 以时间戳的形式设置key的失效时间。
  pexpireat  (prxpireat key timestamp)  # 以毫秒为单位设置key的失效时间
  persist    (persist key)              # 移除key的失效时间
  ttl        (ttl key)                  # 以秒为单位返回key的剩余时间（-2表示key不存在,返回-1表示永远不过时）
  pttl       (pttl key)                 # 以毫秒为单位返回key的失效时间
  randomkey  (randomkey)                # 随机返回一个key
  dump       (dump key)                 # 序列化给定key

  字符串string

• 介绍

  字符串类型是Redis中最为基础的数据存储类型，是一个由字节组成的序列，他在Redis中是二进制安全的，这便意味着该类型可以接受任何格式的数据，如JPEG图像数据货Json对象描述信息等，是标准的key-value，一般来存字符串，整数和浮点数。Value最多可以容纳的数据长度为512MB

• 应用场景

  很常见的场景用于统计网站访问数量，当前在线人数等,incr命令(++操作)。redis对于KV的操作效率很高，可以直接用作计数器。例如，统计在线人数等等，另外string类型是二进制存储安全的，所以也可以使用它来存储图片，甚至是视频等。

• 底层实现
  • 简单动态字符串SDS

    • 属性

      1. len buf中已经占有的长度(表示此字符串的实际长度)
         
      2. free buf中未使用的缓冲区长度
         
      3. buf[] 实际保存字符串数据的地方

• 特性

  1. redis为字符分配空间的次数是小于等于字符串的长度N，而原C语言中的分配原则必为N。降低了分配次数提高了追加速度，代价就是多占用一些内存空间，且这些空间不会自动释放。
     
  2. 二进制安全的
     
  3. 高效的计算字符串长度(时间复杂度为O(1))
  4. 高效的追加字符串操作

• 操作命令

  set        (set key value)                  # 添加key与对应的value
  get        (get key)                        # 根据key获取对应value
  setnx      (setnx key value)                #
  setrange   (setrange key startIndex value)  # 替换字符串
  mset       (mset key1 value1 key2 value2)   # 批量设置键值对(可覆盖)
  msetnx     (msetnx key1 value1 key2 value2) # 如果key已经存在会设置失败(不可覆盖)
  getset     (getset key newValue)            # 获取key的value然后设置新的value
  getrange   (getrange key startIndex endIndex)# 获取指定位置的数据
  mget       (mget key1 key2 key3)            # 批量获取
  inr        (incr key)                       # 自增1
  incrby     (incrby key num)                 # 指定自增的数量
  decr       (decr key)                       # 自减1
  decrby     (decrby key num)                 # 指定自减的数量
  append     (append key value)               # 给指定的字符串追加value的值
  strlen     (strlen key)                     # 获取指定的key对应的值的长度

  列表list

• 介绍

  Redis的列表允许用户从序列的两端推入或者弹出元素，列表由多个字符串值组成的有序可重复的序列，是链表结构，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为0(1)，获取越接近两端的元素速度就越快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是极快的。List中可以包含的最大元素数量是4294967295。

• 应用场景

  列表类型，可以用于实现消息队列，也可以使用它提供的range命令，做分页查询功能。1.最新消息排行榜。2.消息队列，以完成多程序之间的消息交换。可以用push操作将任务存在list中（生产者），然后线程在用pop操作将任务取出进行执行。（消费者）

• 底层实现
  • ziplist

    • 属性

      1. 由表头和N个entry节点和压缩列表尾部标识符zlend组成的一个连续的内存块
         
      2. 插入和删除元素的时候，都需要对内存进行一次扩展或缩减
         
      3. 更新效率低下

  • linkedlist

    • 属性

      1. 双向链表
         
      2. 查询的效率是O(n)
         
      3. 插入和删除效率很高

  • quicklist(3.2版本后)

    • 属性

      1. 双向链表结构
         
      2. 插入删除效率很高，查询的效率是O(n)
         
      3. 访问两端的元素的时间复杂度是O(1)
      4. 每个quicklist节点就是一个ziplist，具备压缩列表的特性

• 特性

  1. 列表类型
     
  2. 有序性

• 操作命令

  lpush       (lpush key value1 value2)  # 从集合开头往list添加value
  rpush       (rpush key value)          # 从集合末尾往list添加value
  linsert     (linsert key before/after value newValue) # 再指定的value前后者后插入新value
  lset        (lset key index newValue)  # 设置指定下表的新value
  lrem        (lrem key count value)     # 删除count个与value相同的value，count>0从开始位置进行删除
                                         # count<0从末尾开始删除，count=0删除全部
  ltrim       (ltrim key startIndex endIndex) # 删除指定范围内意外的元素，保留指定范围内的元素
  lpop        (lpop key)                 # 从list头部开始删除
  rpop        (lpop key)                 # 从list尾部开始删除
  lindex      (lindex key index)         # 返回指定索引处的元素
  llen        (llen key)                 # 返回list的长度
  rpoplpush   (rpoplpush key1 key2)      # 从key1的list弹出最后一个value添加到key2的list中

  散列hash

• 介绍

  Redis中的散列可以看成具有String key和String value的map容器，可以将多个key-value存储到一个key中。每一个Hash可以存储4294967295个键值对。

• 应用场景

  例如存储、读取、修改用户属性（name，age，pwd等）。一般可以用来存某个对象的基本属性信息，例如，用户信息，商品信息等，另外，由于hash的大小在小于配置的大小的时候使用的是ziplist结构，比较节约内存，所以针对大量的数据存储可以考虑使用hash来分段存储来达到压缩数据量，节约内存的目的，例如，对于大批量的商品对应的图片地址名称。比如：商品编码固定是10位，可以选取前7位做为hash的key,后三位作为field，图片地址作为value。这样每个hash表都不超过999个，只要把redis.conf中的hash-max-ziplist-entries改为1024，即可。

• 底层实现
  • ziplist

    • 属性

      1. 由表头和N个entry节点和压缩列表尾部标识符zlend组成的一个连续的内存块
         
      2. 插入和删除元素的时候，都需要对内存进行一次扩展或缩减
         
      3. 更新效率低下

  • hashtable

    • 属性

      1. 时间复杂度为O(1)
         
      2. 消耗比较多的内存空间

• 特性

  1. 存储多个键值对

• 操作命令

  hset              (hset key field value)  # 给指定的key添加key-value元素     
  hmset             (hmset key field1 value1 field2 value2)# 同时设置多个键值对数据   
  hget              (hget key field)        # 获取指定的key中filed字段
  hmget             (hmget key field1 field2)# 获取指定的key中指定字段的值
  hsetnx            (hsetnx key field value)# 如果key不存在进行插入，如果key和field都不存在不进行插入
  hexists           (hexists key field)     # 判断指定的key中是否存在field这个字段
  hlen              (hlen key)              # 获取指定的key中field的数量
  hdel              (hdel key field1 field2)# 删除指定的key中的指定字段与对应的value
  hgetall           (hgetall key)           # 获取key中所有的键值对，返回的是一个field一个value
  hkeys             (hkeys key)             # 获取指定的key中所有字段
  hvals             (hvals key)             # 获取指定的key中所有的value
  hincrby           (hincrby key filed count)# 给指定的key的field的字段添加或者减去count这个值
  hincrbyfloat      (hincrbyfloat key field value)# 给指定的字段添加浮点数的值

  集合set

• 介绍

  Redis的集合是无序不可重复的，和列表一样，在执行插入和删除和判断是否存在某元素时，效率是很高的。集合最大的优势在于可以进行交集并集差集操作。Set可包含的最大元素数量是4294967295。

• 应用场景

  1.利用交集求共同好友。2.利用唯一性，可以统计访问网站的所有独立IP。3.好友推荐的时候根据tag求交集，大于某个threshold（临界值的）整数的有序列表可以直接使用set。可以用作某些去重功能，例如用户名不能重复等。

• 底层实现
  • intset

    • 属性

      1. 存储整数的有序集合
         
      2. 查找的时间复杂度为O(logN)
         
      3. 升级操作时，时间复杂度就是O(N)

  • hashtable

    • 属性

      1. 时间复杂度为O(1)
         
      2. 消耗比较多的内存空间

• 特性

  1. 不重复性

• 操作命令
  shell sadd (sadd key value1 value2) # 添加元素 scard (scard key) # 获取成员的数量 sismember (sismember key value) # 判断是否存在value smembers (smembers key) # 获取所有的元素 spop (spop key) # 随机弹出一个元素 srandmember (srandmember key [count]) # 随机获取一个或者多个元素 srem (srem key value1 value2) # 删除一个或者多个元素，如果元素不存在则忽略 smove (smove source desition value)# 移动一个元素到指定的set中 sdiff (sdiff first-key key1 key2)# 返回给定集合之间的差集。不存在的集合key将视为空集 sdiffstore (sdiffstore destionset key1 key2)# 把获取到的差集保存到目标set中 sinter (sinter key1 key2) # 获取交集 sinterstore (sinterstore destionset key1 key2)# 把获取到的交集存储到目标set中 sunion (sunion key1 key2) # 获取并集 sunionstore (sunionstore destionset key1 key2)# 把获取到的并集存储到目标set中

  有序集合sorted set

• 介绍

  和set很像，都是字符串的集合，都不允许重复的成员出现在一个set中。他们之间差别在于有序集合中每一个成员都会有一个分数(score)与之关联，Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。尽管有序集合中的成员必须是卫衣的，但是分数(score)却可以重复。

• 应用场景

  可以用于一个大型在线游戏的积分排行榜，每当玩家的分数发生变化时，可以执行zadd更新玩家分数(score)，此后在通过zrange获取几分top ten的用户信息

• 底层实现
  • ziplist

    • 属性

      1. 由表头和N个entry节点和压缩列表尾部标识符zlend组成的一个连续的内存块
         
      2. 插入和删除元素的时候，都需要对内存进行一次扩展或缩减
         
      3. 更新效率低下

  • skiplist+dict

    • 属性

      1. 跳跃表结构
         
      2. 访问时间复杂度为O(1)

• 特性

  1. 有序集合
     
  2. 查询速度快

• 操作命令

  zadd           (zadd key score1 value1 score2 value2) # 添加成员
  zcard          (zcard key)                      # 计算元素个数
  zincrby        (zincrby key number member)      # 给指定的member的分数添加或者减去number
  zcount         (zcount key min max)             # 获取分数在min和max之间的成员和数量；默认是闭区间
  zrange         (zrange key start stop [WITHSCORES])# 返回指定排名之间的成员(结果是分数由低到高)
  zrevrange      (zrevrange key start stop [WITHSCORES])# 返回指定排名之间的成员(结果是分数由高到低)
  zrangebyscore  (zrangebyscore key min max [withscores][limit offset count])# 根据分数的范围获取成员
                                                                             # 按照分数：从低到高
  zrevrangebyscore(zrevrangebyscore key max min [withscores][limit offset count])# 根据分数的范围获                                                                          
                                                                          # 取成员,按照分数：从低到高
  zrank          (zrank key member)               # 返回一个成员的排名(从低到高的顺序)
  zrevrank       (zrevrank key member)            # 返回一个成员的排名(从高到低的顺序)
  zscore         (zscore key member)              # 获取一个成员的分数
  zrem           (zrem key member1 member2)       # 删除指定的成员
  zremrangebyrank(zremrangebyrank key start stop) # 根据排名进行删除
  zremrangebyscore(zremrangebyscore key min max)  # 根据分数的范围进行删除