Redis基础 -- Redis数据结构Redis通用命令Redis 的 key 的层次结构Redis5种数据类型及基本命令（StringListHashSetSortedSet）

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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Redis基础 -- Redis数据结构Redis通用命令Redis 的 key 的层次结构Redis5种数据类型及基本命令（StringListHashSetSortedSet）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

1. Redis数据结构

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样：

大部分程序员应该都不会对Redis的STRING、LIST、HASH这3种结构感到陌生，因为它们和很多编程语言内建的字符串、列表和散列等结构在实现和语义（semantics）方面都非常相似。有些编程语言还有集合数据结构，在实现和语义上类似于Redis的SET。ZSET在某种程度上是一种Redis特有的结构，但是当你熟悉了它之后，就会发现它也是一种非常有用的结构。下表对比了Redis提供的5种基本类型，说明了这些结构存储的值，并简单介绍了它们的语义。

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令：

也可以通过 redis-cli 客户端查看帮助文档：

2. Redis通用命令

我们可以去官方网站上面查找Redis的通用命令：

也可以通过 redis-cli 客户端查看Redis的通用命令：

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

  • KEYS：查看符合模板的所有key 生产环境下不建议使用：redis是单线程，数据量大的时候，模糊查询比较耗时，会导致系统阻塞。如果是集群部署的redis，不在主服务器使用，可以在从服务器使用。
  • DEL：删除一个指定的key
  • EXISTS：判断key是否存在
  • EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
  • TTL：查看一个KEY的剩余有效期

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

2.1 KEYS（查看符合模板的所有key ）

KEYS官方帮助文档

redis的模板（patterns）学习：

KEYS命令示例：

2.2 DEL（删除一个指定的key ）

语法：

示例：

2.3 EXISTS（查看指定的key是否存在）

语法：

示例：

2.4 EXPIRE（给一个key设置有效期）

语法：设置的这个KEY必须事先创建好

示例：

2.5 TTL（查看一个key的剩余有效期 ）

语法：

示例：



如果key设置了有效期，并且没有过期，则TTL命令可以查看该key的剩余有效期。

3. String类型

3.1 String类型介绍

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。 其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

  • string：普通字符串
  • int：整数类型，可以做自增、自减操作
  • float：浮点类型，可以做自增、自减操作

不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m.

3.2 String类型常用命令

String的常见命令有：

  • SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对（对于存在的key来说是修改）
  • GET：根据key获取String类型的value
  • MSET：批量添加多个String类型的键值对
  • MGET：根据多个key获取多个String类型的value
  • INCR：让一个整型的key自增1
  • INCRBY：让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2
  • INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
  • SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行 （这是真正的新增）
  • SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

3.2.1 SET

语法：

示例：

3.2.2 GET

语法：

示例：

3.2.3 MSET

语法：

示例：

3.2.4 MGET

语法：

示例：

3.2.5 INCR

语法：

示例：

3.2.6 INCRBY

语法：

示例：

3.2.7 INCRBYFLOAT

语法：

示例：

3.2.8 SETNX

语法：

示例：

3.2.9 SETEX

语法：


示例：

4. Redis 的 key 的层次结构

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用 : 隔开，格式如下：
这个格式并非固定，也可以根据自己的需求来删除或添加词条。 例如我们的项目名称叫 heima，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：
如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储：

示例：

set codejiao:user:1 '"id":1, "name":"Jack", "age": 21'
set codejiao:user:2 '"id":1, "name":"Jack", "age": 21'


创建结果：

5. Hash类型

5.1 Hash类型介绍

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

Redis的散列键会将一个键和一个散列在数据库里关联起来，用户可以在散列中为任意多个字段（field）设置值。与字符串键一样，散列的字段和值既可以是文本数据，也可以是二进制数据。

通过使用散列键，用户可以把相关联的多项数据存储到同一个散列里面，以便对这些数据进行管理，或者针对它们执行批量操作。下图就展示了一个使用散列存储文章数据的例子，在这个例子中，散列的键article::10086，而这个键对应的散列则包含了4个字段，其中：

因此Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD

Hash的常见命令有：

HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值
HGET key field：获取一个hash类型key的field的值
HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值
HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值
HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value
HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field
HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value
HINCRBY：让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

5.2 Hash类型常用命令介绍

5.2.1 HSET

添加或者修改hash类型key的field的值

语法：

示例：


5.2.2 HGET

获取一个hash类型key的field的值

语法：

示例：

5.2.3 HMSET

批量添加多个hash类型key的field的值

语法：

示例：

5.2.4 HMGET

批量获取多个hash类型key的field的值

语法：

示例：

5.2.5 HGETALL

获取一个hash类型的key中的所有的field和value

语法：

示例：

5.2.6 HKEYS

获取一个hash类型的key中的所有的filed

语法：

示例：

5.2.7 HVALS

获取一个hash类型的key中的所有的value

语法：

示例：

5.2.8 HINCRBY

让一个hash类型key的字段值自增并指定步长

语法：

示例：

5.2.9 HSETNX

添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

语法：

示例：

6. List类型

6.1 List类型介绍

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。 特征也与LinkedList类似：

  • 有序
  • 元素可以重复
  • 插入和删除快
  • 查询速度一般

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

常用命令：

  • LPUSH key element … ：向列表左侧插入一个或多个元素
  • LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil
  • RPUSH key element … ：向列表右侧插入一个或多个元素
  • RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素
  • LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素
  • BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

6.2 List类型常用命令介绍

6.2.1 LPUSH

向列表左侧插入一个或多个元素

语法：

示例：

如果users不存在则会创建一个List类型的users

6.2.2 LPOP

移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil

语法：

示例：

6.2.3 RPUSH

向列表右侧插入一个或多个元素

语法：

示例：


6.2.4 RPOP

移除并返回列表右侧的第一个元素

语法：

示例：

6.2.5 LRANGE

返回一段角标范围内的所有元素

语法：

示例：

6.2.6 BLPOP和BRPOP

与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil，这里就不演示了

语法：

6.3 List类型思考

如何利用List结构模拟一个栈?

  • 入口和出口在同一边

如何利用List结构模拟一个队列?

  • 入口和出口在不同边

如何利用List结构模拟一个阻塞队列?

  • 入口和出口在不同边
  • 出队时采用BLPOP或BRPOP

7. Set类型

7.1 Set类型介绍

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

  • 无序
  • 元素不可重复
  • 查找快
  • 支持交集、并集、差集等功能

redis的集合（set）键允许用户将任意多个各不相同的元素存储到集合中，这些元素既可以是文本数据，也可以是二进制数据。虽然列表键也允许我们存储多个元素，但集合与列表有以下两个明显的区别：

  • 列表可以存储重复元素，而集合只会存储非重复元素，尝试将一个已存在的元素添加到集合将被忽略。
  • 列表以有序方式存储元素，而集合则以无序方式存储元素。

这两个区别带来的差异主要跟命令的复杂度有关：

  • 在执行像LINSERT和LREM这样的列表命令时，即使命令只针对单个列表元素，程序有时也不得不遍历整个列表以确定指定的元素是否存在，因此这些命令的复杂度都为O(N)。
  • 对于集合来说，因为所有针对单个元素的集合命令都不需要遍历整个集合，所以复杂度都为O(1)。

因此当我们需要存储多个元素时，就可以考虑这些元素是否可以以无序的方式存储，并且是否不会出现重复，如果是，那么就可以使用集合来存储这些元素，从而有效地利用集合操作的效率优势。

Set类型常用命令有：

  • SADD key member … ：向set中添加一个或多个元素
  • SREM key member … : 移除set中的指定元素
  • SCARD key： 返回set中元素的个数
  • SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中
  • SMEMBERS：获取set中的所有元素
  • SINTER key1 key2 … ：求key1与key2的交集
  • SDIFF key1 key2 … ：求key1与key2的差集
  • SUNION key1 key2 …：求key1和key2的并集

7.2 Set类型常用命令

7.2.1 SADD

向set中添加一个或多个元素

语法：

示例：


7.2.2 SREM

移除set中的指定元素

语法：

示例：


7.2.3 SCARD

返回set中元素的个数

语法：

示例：

7.2.4 SISMEMBER

判断一个元素是否存在于set中

语法：

示例：

7.2.5 SMEMBERS

获取set中的所有元素

语法：

示例：

7.2.6 SINTER

求key1与key2的交集

语法：

示例：

7.2.6 SDIFF

求key1与key2的差集

语法：

示例：

7.2.6 SUNION

求key1与key2的并集

语法：

示例：


8. SortedSet类型

8.1 SortedSet类型介绍

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：

  • 可排序
  • 元素不重复
  • 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能

8.2 SortedSet类型常用命令

SortedSet类型常用命令:

  • ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
  • ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素
  • ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
  • ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名
  • ZCARD key：获取sorted set中的元素个数
  • ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数
  • ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
  • ZRANGE key min max：按照score排序后，获取有序集合中获取指定索引范围内的成员
  • ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取有序集合中sscore介于指定范围内的成员：
  • ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可

8.2.1 ZADD

添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值

语法：

示例：


8.2.2 ZREM

删除sorted set中的一个指定元素

语法：

示例：


8.2.3 ZSCORE

获取sorted set中的指定元素的score值

语法：

示例：

8.2.4 ZRANK

获取sorted set 中的指定元素的排名

语法：

示例：

8.2.5 ZCARD

获取sorted set中的元素个数

语法：

示例：

8.2.6 ZCOUNT

统计score值在给定范围内的所有元素的个数

语法：

示例：

准备测试数据：

开始测试：

8.2.7 ZINCRBY

让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值

语法：

示例：

8.2.8 ZRANGE

按照score排序后，获取有序集合中获取指定索引范围内的成员

语法：

示例：

8.2.9 ZRANGEBYSCORE

按照score排序后，获取指定score范围内的元素

语法：

示例：


8.2.10 ZDIFF、ZINTER、ZUNION

ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

语法：


示例：

由于Set类型做过详细的测试，所以这里就不做具体的测试了。

以上是关于Redis基础 -- Redis数据结构Redis通用命令Redis 的 key 的层次结构Redis5种数据类型及基本命令（StringListHashSetSortedSet）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Redis基础

redis使用基础 ——Redis数据持久化

01. Redis 基础

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Redis：Redis基础知识 01

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