Redis6数据类型篇

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Redis6数据类型篇相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Redis6

Redis简介

redis是一种高级的key:value存储系统，其中value支持五种数据类型：

1.字符串（strings）

2.字符串列表（lists）

3.字符串集合（sets）

4.有序字符串集合（sorted sets）

5.哈希（hashes）

而关于key，有几个点要提醒大家：

1.key不要太长，尽量不要超过1024字节，这不仅消耗内存，而且会降低查找的效率；

2.key也不要太短，太短的话，key的可读性会降低；

3.在一个项目中，key最好使用统一的命名模式，例如user:10000:passwd。

Redis6的安装步骤

步骤1 ：去官网下载最新版本的Redis,默认只支持Linux

步骤2: 将下载好的按照包，传输到linux下面的/opt目录 (使用Xftp5可以进行传输，或者别的也行)

步骤3: 安装Redis6

gcc --version :检查当前Linux中是否有gcc编译器，redis需要c语言环境支持

安装C 语言的编译环境 ：(如果已经有了，就不需要下载了)

yum install gcc（从yum服务器上下载gcc）


gcc存在的标识

下面解压redis6:

解压命令：tar -zxvf redis-6.2.1.tar.gz

解压完成后进入目录：cd redis-6.2.1

在redis-6.2.1目录下再次执行make命令（只是编译好）

如果没有准备好C语言编译环境，make 会报错—Jemalloc/jemalloc.h：没有那个文件

解决方案：运行make distclean

在redis-6.2.1目录下再次执行make命令（只是编译好）


跳过make test 继续执行: make install

执行完make install 命令后，Redis6默认安装到 /usr/local/bin目录下面

查看默认安装目录：

redis-benchmark:性能测试工具，可以在自己本子运行，看看自己本子性能如何

redis-check-aof：修复有问题的AOF文件，rdb和aof后面讲

redis-check-dump：修复有问题的dump.rdb文件

redis-sentinel：Redis集群使用

redis-server：Redis服务器启动命令

redis-cli：客户端，操作入口

Redis启动方式

前台启动(不推荐)

前台启动，命令行窗口不能关闭，否则服务器停止


需要在bin目录下面启动，否则找不到redis-server在哪里

退出按ctrl+c

后台启动（推荐）

备份redis.conf

拷贝一份redis.conf到其他目录

cp redis.conf /etc/redis.conf


拷贝成功

后台启动设置daemonize no改成yes

在General栏里面:

修改redis.conf(128行)文件将里面的daemonize no 改成 yes，让服务在后台启动

Redis启动

来到usr/local/bin目录下以后，执行redis-server /etc/redis.conf 命令

用客户端访问：redis-cli

多个端口可以：redis-cli -p6379

ping 返回 PONG：检查Redis是否可用【相当于服务器和客户端在打招呼】

exit 或 quit：退出客户端，进入linux环境

Redis关闭

单实例关闭：redis-cli shutdown

也可以进入终端后再关闭

多实例关闭，指定端口关闭：redis-cli -p 6379 shutdown

Redis介绍相关知识

Redis默认端口是6379

默认16个数据库，类似数组下标从0开始，初始默认使用0号库

使用命令 select 来切换数据库。如: select 8

统一密码管理，所有库同样密码。

dbsize查看当前数据库的key的数量

flushdb清空当前库

flushall通杀全部库

Redis是单线程+多路IO复用技术

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）

串行 vs 多线程+锁（memcached） vs 单线程+多路IO复用(Redis)

（与Memcache三点不同: 支持多数据类型，支持持久化，单线程+多路IO复用）

常用五大数据类型

Redis键(key)

keys * 查看当前库所有key (匹配：keys *1)

exists key判断某个key是否存在

type key 查看你的key是什么类型

del key 删除指定的key数据

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。

del和unlink 效果一样，只过不删除方式不一样，一个是立马删除，一个是后续操作中通过异步操作删除

expire key 10 10秒钟：为给定的key设置过期时间

ttl key 查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期


过期即意味着会删除掉过期的key以及对应value

select命令切换数据库

dbsize查看当前数据库的key的数量

flushdb清空当前库

flushall通杀全部库

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

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，与EX互斥

当数据库中key存在时，如果继续添加相同的key，会覆盖原先的key的值

get < key > ：查询对应键值

append < key >< value > :将给定的< value > 追加到原值的末尾，返回追加后字符串的长度

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

只能对数字值类型的字符串操作，如果为空，新增值为1

decr < key >

将 key 中储存的数字值减1

只能对数字值类型的字符串操作，如果为空，新增值为-1

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

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；

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，不能被其它进程（线程）打断的操作就叫原子操作。

Redis单命令的原子性主要得益于Redis的单线程。

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

原子性，有一个失败则都失败,即其中有一个key存在，那么此次操作不会生效

getrange < key >< 起始位置 >< 结束位置 >

获得值的范围，类似java中的substring，前包，后包

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)


用指定的字符串覆盖给定 key 所储存的字符串值，覆盖的位置从偏移量 offset 开始，覆盖的长度就是指定字符串的长度

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

字符串(value)底层的数据结构

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。

以上讲述针对的是value,不是key

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

lpush/rpush < key >< value1 >< value2 >< value3 > : 从左边/右边插入一个或多个值。

lpush类似单链表里面的头插法，后进去的排在前面

rpush类似单链表里面的尾插法，先进去排前面

lrange < key >< start >< stop >

按照索引下标获得元素(从左到右)

lpop/rpop < key > :从左边/右边吐出一个值。值在键在，值亡键亡


值全部取出来之后，对应的键(key)也就不存在了

rpoplpush < key1 >< key2 > ：从< key1 >列表右边吐出一个值，插到< key2 >列表左边。

lrange mylist 0 -1 0左边第一个，-1右边第一个，（0-1表示获取所有）

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

linsert < key > before(after) < value >< newvalue > : 在< value >的前后或者后面插入< newvalue >插入值

lrem < key >< n >< value > ：从左边删除n个值为value(从左到右)

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

List底层数据结构

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)

简介

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

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 >随机从该集合中吐出一个值，值全部吐出來后，集合也就不存在了

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)

set底层数据结构

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)

简介

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：


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

hset < key >< field >< value >: 给< key >集合中的 < field >键赋值< value >

hget < key1 >< field >: 从< key 1>集合< field >取出 value

hmset < 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。

hkeys < key >: 列出该hash集合的所有field

hvals < key > :列出该hash集合的所有value

hincrby < key >< field >< increment > ：为哈希表 key 中的域 field 的值加上指定增量

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


当属性值已经存在时，在设置也不会起作用，只有当对应属性值不存在时，才会生效

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)

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。

0 -1 :返回所有元素

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(从小到大)次序排列。



LIMIT 返回结果是否分页,指令中包含LIMIT后offset、count必须输入

offset 返回结果起始位置

count 返回结果数量

zrevrangebyscore key maxmin [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。

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）

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。

举例:

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

以上是关于Redis6数据类型篇的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

一篇搞定 Redis6（完整版）

Redis6---配置文件篇

Redis6发布订阅及Redis新数据类型

Redis6常用数据类型列表集合哈希有序集合

Redis6.x学习笔记Redis基础和数据类型

redis6数据类型及操作总结