Redis数据结构之string类型和list类型

Posted 2023-03-03

参考技术A         String是redis最基础和最常用的数据结构，其值最大能存储 512MB，可以是简单字符串、复杂的xml/json的字符串、二进制图像或者音频的字符串、以及可以是数字的字符串。String底层使用的是SDS，是Redis的一种基本数据结构，主要是用于存储字符串和整数。

    2.1  set命令  set key value

        用于设置给定key的值，如果key存储了其他值，覆盖写入，无视类型。

    2.2 get命令 get key

        获取指定key的值，如果key不存在返回nil

    2.3 getset命令 get key [value]

        该命令用于获取指定的key的旧值，然后按照新值对key进行赋值。当key中没有旧值的时候返回nil。

    2.4 mget命令 get key1 [key2 keyN]

        返回多个key的值，某个key不存在时返回nil

    2.5 decr命令 decr key

        对key对应的数字做减1操作。如果key不存在，那么在操作之前，这个key对应的值会被置为0。如果key有一个错误类型的value或者是一个不能表示成数字的字符串，就返回错误。

    2.6 incr命令 incr key

        对key对应的数字做减1操作。如果key不存在，那么在操作之前，这个key对应的值会被置为0。如果key有一个错误类型的value或者是一个不能表示成数字的字符串，就返回错误。

    2.7 append命令 append key value

    如果 key 已经存在，并且值为字符串，那么这个命令会把 value 追加到原来值（value）的结尾。 如果 key 不存在，那么它将首先创建一个空字符串的key，再执行追加操作，这种情况 APPEND 将类似于 SET 操作。返回append后字符串值（value）的长度。

    3.1 SDS动态字符串

        struct sdshdr

            unsigned int len;

            unsigned int free;

            char buf[];

        

        其中，buf表示数据空间，用于存储字符串；len表示buf中已占用的字节数；free表示空闲的字节数。

    3.2 新的SDS结构

        增加了一个flags来标识类型，用一个字节（8位）来存储，前3位表示字符串的类型；剩余5位，存储长度小于32的段字符串。

        创建 SDS 的大致流程是这样的：首先根据字符串长度计算得到 type，根据 type 计算头部所需长度，然后动态分配内存空间。

        注意：① 创建空字符串时，SDS_TYPE_5 被强制转换为 SDS_TYPE_8（原因是创建空字符串后，内容可能会频繁更新而引发扩容操作，故直接创建为 sdshdr8）

                    ②长度计算有 +1 操作，因为结束符 \0 会占用一个长度的空间。

                    ③返回的是指向 buf 的指针 s。

    4.1 session共享

    4.2 计数器（商品浏览记录）

     4.3 访问限速

    list类型用来存储多个有序的字符串，列表当中的每一个字符看做一个元素，一个列表当中可以存储有一个或者多个元素，redis的list支持存储2^32次方-1个元素。

    Redis可以从两端push和pop元素，支持读取指定范围或者制定下表的元素。list是一种灵活的链式结构，可以充当队列或者栈的角色。

    list的元素是有序的，且列表内的元素是可以重复的。

    注意：Redis3.2以前，列表底层的编码是ziplist(压缩列表)和linkedlist(双向列表)实现的，因为双线列表占用的内存比压缩列表多，所以当创建新的列表键时，列表会优先考虑用压缩列表，只有在需要的时候才会转换到双向列表实现。3.2以后重新引入了一个quicklist，列表底层都是有quicklist实现，quicklist是一个由ziplist组成的双向列表，每个节点使用ziplist来存储数据。

       2.1 Lpush命令 lpush key value

        将一个或多个值插入到列表头部。 如果 key 不存在，则创建list，然后再插入数据操作。 当 key 存在但不是列表类型时，返回一个错误。

    2.2 Rpush命令 rpush key value

        将一个或多个值从list的尾部插入

    2.3 Blpop命令 blpop key seconds

        Blpop是取出列表的第一个元素，如果list中没有元素则会一直等到到超时，或者发现有数据为止，seconds是指定多少秒返回。如没有数据，则返回nil。

        同理，Bropo为移除list列表的最后一个元素

    2.4 Linsert命令 linsert key before/after val1 val2

        在list列表的某一个元素前或者后插入另外一个元素。当指的的元素不存在时，不执行任何动作。如果列表不存在时，视为空列表，不执行任何动作。

    2.5 Lindex命令 lindex key index

        通过链表的下标获取列表中的元素，可以是-1表示链表最后一个元素，-2代表倒数第二个元素，没有返回nil

    2.6 Llen命令 llen key

        返回list的长度，如果list不存在，返回0

    2.7 Lrange命令

        返回指定list区间内的元素，区间以偏移量start和end决定。其中 0 表示列表的第一个元素， 1 表示列表的第二个元素，以此类推。 也可以使用负数下标，以 -1 表示列表的最后一个元素， -2 表示列表的倒数第二个元素，以此类推。

    5.1 队列秒杀抢购

        list类型的lpop和rpush（或者反过来，lpush和rpop）能实现队列的功能，故而可以用Redis的list类型实现简单的点对点的消息队列。不过不推荐在实战中这么使用，因为现在已经有Kafka、NSQ、RabbitMQ等成熟的消息队列了，它们的功能已经很完善了，除非是为了更深入地理解消息队列，不然没必要去重复造轮子。

    5.2 排行榜

        list类型的lrange命令可以分页查看队列中的数据。可将每隔一段时间计算一次的排行榜存储在list类型中。只有定时计算的排行榜才适合使用list类型存储，与定时计算的排行榜相对应的是实时计算的排行榜，list类型不能支持实时计算的排行榜。