Redis 數據結構詳解

Redis 數據類型分為：字元串類型、散列類型、列表類型、集合類型、有序集合類型。

Redis 這麼火，它運行有多塊？一台普通的筆記本電腦，可以在1秒鐘內完成十萬次的讀寫操作。

原子操作：最小的操作單位，不能繼續拆分。即最小的執行單位，不會被其他命令插入。高並發下不存在競態條件。

KEY 的命名：一個良好的建議是 article:1:title 來存儲 ID 為 1 的文章的標題。

一、前言

• 1、獲取key的列表：KEYS pattern 通配符有 ？*[] 和轉義 。
• 2、key 是否存在： EXISTS key 存在返回 1，不存在返回 0。
• 3、建立 key 和刪除 key：SET key 和 DEL key。
• 4、根據 key 獲取該鍵所存儲的 redis 數據類型：TYPE key。返回是 string、list、hash、set、zset。下面會對這5種返回的 redis 數據類型逐一講解。
• 5、rename oldkey newkey：對 key 重命名，如果 newkey 存在則覆蓋。
• 6、renamenx oldkey newkey：對 key 重命名，如果 newkey 存在則不覆蓋。
• 7、randomkey：隨即返回一個 key
• 8、move key db-index：將 key 移動到指定的資料庫中，如果 key 不存在或者已經在該資料庫中，則返回 0。成功則返回 1。

二、Redis數據類型 Redis數據命令

1、Redis數據類型一字元串類型：這個很好理解，一個key存儲一個字元串。如果你要存數據呢？轉換成Json或者其他的字元串序列化。

2、Redis數據命令一字元串類型：

• 1）賦值：SET key value。如 set hello world
• 2）取值：GET key。如 get hello。返回是 world
• 3）自增：INCR key。就是 Mysql的AUTO_INCREMENT。每次執行 INCR key時，該key的值都會+1.若key不存在，則先建立一個0，然後+1，返回 1。如果值不是整數則報錯。該操作是原子操作。
• 4）自減：DECR key。將指定 key 的值減少 1。 如 DECR num，就是 num-1
• 5）自增 N：INCRBY key increment 用來給指定 key 的值加 increment。如 INCRBY num 5 就是 num+5
• 6）自減 N：DECRBY key increment 用來給指定 key 的值減 increment。如 DECRBY num 5 就是 num-5
• 7）增加浮點數：INCRBYFLOAT key increment。
• 8）向尾部追加：APPEND key value。如set test:key 123、append test:key 456、get test:key 就是 123456
• 9）獲取長度：STRLEN key。
• 10）同時給多個 key 賦值：MSET title 這是標題 description 這是描述 content 這是內容。
• 11）同時獲取多個 key 的值：MGET title description content
• 12）位操作之獲取：GETBIT key offset。如字元 a 在 redis 中的存儲為 01100001（ASCII為98），那麼 GETBIT key 2 就是 1，GET key 0 就是 0。
• 13）位操作之設置：SETBIT key offset value。如字元 a 在 redis 中的存儲為 01100001（ASCII為98），那麼 SETBIT key 6 0，SETBIT key 5 1 那麼 get key 得到的是 b。因為取出的二進位為 01100010。
• 14）位操作之統計：BITCOUNT key [start] [end]：BITCOUNT key 用來獲取 key 的值中二進位是 1 的個數。而 BITCOUNT key start end 則是用來統計key的值中在第 start 和 end 之間的子字元串的二進位是 1 的個數（好繞啊）。
• 15）位操作之位運算：BITOP operation resultKey key1 key2。operation 是位運算的操作，有 AND，OR，XOR，NOT。resultKey 是把運算結構存儲在這個 key 中，key1 和 key2 是參與運算的 key，參與運算的 key 可以指定多個。

3、Redis數據類型二散列類型：

Redis 是以字典（關聯數組）的形式存儲的，一個 key 對應一個 value。在字元串類型中，value 只能是一個字元串。那麼在散列類型，也叫哈希類型中，value 對應的也是一個字典（關聯數組）。那麼就可以理解，Redis 的哈希類型/散列類型中，key 對應的 value 是一個二維數組。但是欄位的值只可以是字元串。也就是說只能是二維數組，不能有更多的維度。

4、Redis 數據命令二散列類型：

• 1）賦值：HSET key field value。如 hset user name lane。hset user age 23
• 2）取值：HGET key field。如 hget user name，得到的是 lane。
• 3）同一個key多個欄位賦值：HMSET key field1 value1 field2 value2...
• 4）同一個KEY多個欄位取值：HMGET key field1 fields2...
• 5）獲取KEY的所有欄位和所有值：HGETALL key。如 HGETALL user 得到的是 name lane age 23。每個返回都是獨立的一行。
• 6）欄位是否存在：HEXISTS key field。存在返回 1，不存在返回 0
• 7）當欄位不存在時賦值：HSETNX key field value。如果 key 下面的欄位 field 不存在，則建立 field 欄位，且值為 value。如果 field 欄位存在，則不執行任何操作。它的效果等於 HEXISTS + HSET。但是這個命令的優點是原子操作。再高的並發也不會怕怕。
• 8）自增 N：HINCREBY key field increment。同字元串的自增類型，不再闡述。
• 9）刪除欄位：DEL key field1 field2... 刪除指定KEY的一個或多個欄位。
• 10）只獲取欄位名：HKEYS key。與 HGETALL 類似，但是只獲取欄位名，不獲取欄位值。
• 11）只獲取欄位值：HVALS key。與 HGETALL 類似，但是只獲取欄位值，不獲取欄位名。
• 12）獲取欄位數量：HLEN key。

5、Redis 數據類型三列表類型

列表類型存儲了一個有序的字元串列表。常用的操作是向兩端插入新的元素。時間複雜度為 O（1）。結構為一個鏈表。記錄頭和尾的地址。看到這裡，Redis 數據類型的列表類型一個重大的作用呼之欲出，那就是隊列。新來的請求插入到尾部，新處理過的從頭部刪除。另外，比如微博的新鮮事。比如日誌。列表類型就是一個下標從 0 開始的數組。由於是鏈表存儲，那麼越靠近頭和尾的元素操作越快，越靠近中間則越慢。

6、Redis 數據命令三列表類型：

• 1）向頭部插入：LPUSH key value1 value2...。返回增加後的列表長度。
• 2）向尾部插入：RPUSH key value1 value2...。返回增加後的列表長度。
• 3）從頭部彈出：LPOP key。返回被彈出的元素值。該操作先刪除key列表的第一個元素，再將它返回。
• 4）從尾部彈出：RPOP key。返回被彈出的元素值。
• 5）列表元素個數：LLEN key。key 不存在返回 0。
• 6）獲取列表的子列表：LRANGE start end。返回第 start 個到第 end 個元素的列表。包含 start 和 end。支持負數索引。-1 表示最後一個元素，-2 表示倒數第二個元素。
• 7）刪除列表中指定值：LREM key count value。刪除 key 這個列表中，所有值為 value 的元素，只刪除 count。如果有 count+1 個，那麼就保留最後一個。count 不存在或者為 0，則刪除所有的。如果 count 大於 0，則刪除從頭到尾的 count 個，如果 count 小於 0，則刪除從尾到頭的 count 個。
• 8）獲取指定索引值：LINDEX key index。如LINDEX key 0就是列表的第一個元素。index可以是負數。
• 9）設置索引和值：LSET key index value。這個操作只是修改指定 key 且指定 index 的值。如果 index 不存在，則報錯。
• 10）保留片段，刪除其它：LTRIM key start end。保留 start 到 end 之間的所有元素，含 start 和 end。其他全部刪除。
• 11）向列表插入元素：LINSERT key BEFORE/AFTER value1 value2。從列表頭開始遍歷，發現值為 value1 時停止，將 value2 插入，根據 BEFORE 或者 AFTER 插入到 value1 的前面還是後面。
• 12）把一個列表的一個元素轉到另一個列表：RPOPLPUSH list1 list2。將列表 list1 的右邊元素刪除，並把該與元素插入到列表 list2 的左邊。原子操作。

7、Redis 數據類型四集合類型：

集合類型是為了方便對多個集合進行操作和運算。集合中每個元素不同且沒有順序的概念，每個元素都是且只能是一個字元串。常用操作是對集合插入、刪除、判斷等操作。時間複雜度尾 O(1)。可以進行交集、並集、差集運算。例如文章 1 的有 3 個標籤，是一個 Redis 數據類型集合類型存儲。文章 2 有 3 個標籤，有一個 Redis 數據類型集合類型存儲。文章是 1 是 mysql，文章 2 是講 redis。那麼交集是不是就交出了一個資料庫？（假設資料庫這個tag在兩篇文字都有）。集合類型在 redis 中的存儲是一個值為空的散列表。

8、Redis 數據命令四集合類型：

• 1）增加：SADD key value。
• 2）刪除：SREM key value。
• 3）獲取指定集合的所有元素：SMEMBERS key。
• 4）判斷某個元素是否存在：SISMEMBER key value。
• 5）差集運算：SDIFF key1 key2...。對多個集合進行差集運算。
• 6）交集運算：SINNER key1 key2...。對多個集合進行交集運算。
• 7）並集運算：SUNION key1 key2...。對多個集合進行並集運算。
• 8）獲取集合中元素個數：SCARD key。返回集合中元素的總個數。
• 9）對差集、交集、並集運算的結果存放在一個指定的 key 中：SDIFFSTORE storekey key1 key2。對 key1 和 key2 求差集，結果存放在 key 為 storekey 的集合中。SINNERSTORE 和 SUNIONSTORE 類似。
• 10）獲取集合中的隨即元素：SRANDMEMBER key [count]。參數 count 可選，如果 count 不存在，則隨即一個。count 大於 0，則是不重複的 count 個元素。count 小於 0，則是一共 |count|個 元素，可以重複。
• 11）隨即彈出一個元素：SPOP key。隨即從集合中彈出一個元素並刪除，將該元素的值返回。

9、Redis 數據類型五有序集合類型：

集合類型是無序的，每個元素是唯一的。那麼有序集合就是有序的，每個元素是唯一的。有序集合類型和集合類型的差別是，有序集合為每個元素配備了一個屬性：分數。有序集合就是根據分數來排序的。有序集合是使用散列表和跳躍表實現的。所以和列表相比，操作中間元素的速度也很快。時間複雜度尾 O(log(N))。Redis 數據類型中的有序集合類型比 Redis 數據類型中的列表類型更加耗費資源。

10、Redis數據命令五有序集合類型

• 1）增加：ZADD key sorce1 value1 sorce2 value2...。
• 2）獲取分數：ZSCORE key value。獲取key的有序集合中值為 value 的元素的分數。
• 3）獲取排名在某個範圍內的元素列表：ZRANFGE key start stop [WITHSCORE]。獲取排名在 start 和 end 之間的元素列表，包含 start 和 end2 個元素。每個元素一行。如果有WITHSCORE參數，則一行元素值，一行分數。時間複雜度為O(LOGn+m)。如果分數相同，則 0<0
• 4）獲取指定分數範圍的元素：ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORE] [LIMIT offset count]。獲取分數在 min 和 max 之間的元素列表。含兩頭。每個元素一行。如果有 WITHSCORE 參數，則一行元素值，一行分數。如果 min 大於 max 則順序反轉。
• 5）為某個元素增加分數：ZINCRBY key increment value。指定的有序集合的值為 value 的元素的分數 +increment。返回值後更改後的分數。
• 6）獲取集合中元素的數量：ZCARD key。
• 7）獲取指定分數範圍內的元素個數：ZCOUNT key min max。
• 8）刪除一個或多個元素：ZREM key value1 value2...
• 9）根據排名範圍刪除元素：ZREMRANGEBYRANK key start end。刪除排名在 start 和 end 中的元素。
• 10）按照分數範圍刪除元素：ZREMRANGEBYSCORE key min max。
• 11）獲得元素排名（正序）：ZRANK key value。獲取 value 在該集合中的從小到大的排名。
• 12）獲得元素排名（倒序）：ZREVRANK key value。獲取 value 在該集合中從大到小的排名。
• 13）有序集合的交集：ZINTERSTORE storekey key1 key2...[WEIGHTS weight [weight..]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]。用來計算多個集合的交集，結果存儲在 storekey中。返回值是 storekey 的元素個數。AGGREGATE 為 SUM 則 storekey 集合的每個元素的分數是參與計算的集合分數和。MIN 是參與計算的分數最小值。MAX 是參與計算分數最大值。WEIGHTS 設置每個集合的權重，如 WEIGHTS 1 0.1。那麼集合A的每個元素分數 * 1，集合B的每個元素分數 * 0.1
• 14）有序集合的並集：ZUNIONSTORE storekey key1 kye2...[WEIGHTS weight [weight..]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

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