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Redis 五大基础数据结构命令详细介绍

2023-11-16

一、Redis数据结构

Redis命令官网介绍

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：

基本类型：String、Hash、List、Set、Zset

特殊类型：GEO、BitMap、HyperLog等

  • String：
 Hello world
  • Hash
{name:"cy", age:"25"}
  • List
[A -> B -> C -> C]
  • Set
{A, B, C}
  • Zset
{A:1, B:2, C:3}
  • GEO
{A:(120.3,30.5)}
  • BitMap
0110110101110101011
  • HyperLog
0110110101110101011

二、Redis通用命令

通用命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
通过help[command]可以查看一个命令的具体用法，例如：

help keys

命令行会显示KEYS用法
  KEYS pattern
  summary: Find all keys matching the given pattern
  since: 1.0.0
  group: generic

KEYS *  查询所有，支持通配符”*“查询
  • DEL：删除一个指定的key
通过help[command]可以查看一个命令的具体用法，例如：

help DEL

命令行会显示DEL用法
  DEL key [key ...]
  summary: Delete a key
  since: 1.0.0
  group: generic

DEL k1 k2 k3  支持删除多个key值
  • EXISTS：判断key是否存在
EXISTS k1

命令行会显示是否存在，存在则返回1，不存在返回0
(integer) 0
  • EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除
设置k1 20秒有效期
EXPIRE k1 20  

可以通过TTL命令查看key剩余时间，如果没有设置有效时间，则会返回-1，代表永久有效
TTL k1
  • TTL：查看一个KEY的剩余有效期
TTL key

三、String类型

3.1 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

KEY VALUE
msg hello world
num 10
score 90.5

3.2 String类型的常见命令

String类型的常见命令有：

  • SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
  • GET：根据key获取String类型的value
  • MEST：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：让一个整形的key增1
  • INCRBY：让一个整形的key自增并指定步长，例如：incrby age 2 让age值增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
  • SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

四、Redis-key的层级格式

4.1 key的结构

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：

项目名:业务名:类型:id

这个格式并非固定，可以根据自己的需要来删除或添加词条。
例如我们的项目名叫做study，有user和order两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

  • user相关的key：study:user:11
  • order相关的key：study:order:11

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:

KEY VALUE
study:user:11 {“id”:1, “name”:“cy”, “age”:“25”}
study:order:11 {“id”:1, “name”:“华为出口订单”, “price”:“500000”}
  1. String 类型的三种格式
  • 字符串
  • int
  • float
  1. Redis的key的格式
  • 【项目名】:【业务名】:【类型】:【id】

五、Hash类型

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。
String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段很不方便：

KEY VALUE
study:user:11 {“id”:1, “name”:“cy”, “age”:“25”}
study:order:11 {“id”:1, “name”:“华为出口订单”, “price”:“500000”}

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CRUD：

KEY VALUE
field value
study:user:11 name cy
age 25
study:order:11 name 华为出口订单
price 500000

5.1 Hash类型的常用命令

Hash的常用命令有：

  • 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类型的key的field的值
  • HMSET：批量添加多个hash类型的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中所有的field和value
  • HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有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

六、List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看作是一个双向链表结构。既可以支持正向检索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。

6.1 List类型的常见命令

List的常见命令有：

  • 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
 
 BLPOP key [key ...] timeout
  summary: Remove and get the first element in a list, or block until one is available
  since: 2.0.0
  group: list

获取对应key左侧第一个元素，且超时时间为10s，如果没有元素则阻塞10s，有则返回并删除该元素
BLPOP list1 10

获取对应key右侧第一个元素，且超时时间为10s，如果没有元素则阻塞10s，有则返回并删除该元素
BRPOP list1 10

6.2 举例

6.2.1 如何利用List结构模拟一个栈?
  • 入口和出口在同一边，先进后出，用LPSH、LPOP或者RPUSH、RPOP
6.2.2 如何利用List结构模拟一个队列?
  • 入口和出口在不同边，先进显出，用LUSH、RPOP或者RPUSH、LPOP
6.2.3 如何利用List结构模拟一个阻塞队列?
  • 入口和出口在不同边，先进后出，用LUSH、BRPOP或者RPUSH、BLPOP

七、Set类型

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

7.1 Set类型的常见命令

Set的常见命令有：

  • 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 key：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
  • SUINON key1 key2：求key1与key2的并集

八、Zset类型

Redis的Zset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。Zset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。
Zset具备以下特性：

  • 可排序
  • 元素不重复
  • 查询速度快
    因为Zset的可排序性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

8.1 Zset类型的常见命令

ZSet的常见命令有：

  • ZADD key score member：添加一个或多个元素到Zset，如果已经存在则更新其score值
  • ZREM key member：删除ZSet中的一个指定元素
  • ZSCORE key member：获取Zset中的指定元素的score值
  • ZRANK key member：获取ZSet中的指定元素的排名
  • ZCARD key：获取ZSet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ZSet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，获取指定排名范围内的元素
  • ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素
  • ZDIFF、ZINTER、ZUINON：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。例如：ZREVRANGE key min max

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