Redis中的数据类型以及常用方法

Java学术趴
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2.2 Redis中针对key的操作

2.2.1 Redis中对于键(key)的操作

  • set key key值 ：设置一条数据，key: 键名，key值：这个key对应的值
  • keys ：查看当前库下所有的key。
  • exists key : 判断某个key是否存在。
  • type key : 查看某个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。
  • expire key 10 : 为指定的 key 设置过期时间， 10秒钟后删除
  • ttl key : 查询还有多少秒过期， -1代表永不删除，-2代表已过期。
  • select 数据库编号 ：切换数据库。
  • dbsize : 查看当前数据库的 key 数量。
  • flushdb : 清空当前数据库。
  • flushall : 删除全部数据库中的数据。

2.3 Redis——String类型的数据

2.3.1 String类型简介

  • String是Redis中最基本的数据类型，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图片或者是序列化对象。
  • String类型是Redis中最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是 512M。

2.3.2 常用命令

  • set : 添加键值对。

EX : 当数据库中的 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 的超时毫秒值，与 EX 互斥。

  • get : 查询对应的键值。
  • append : 将给定的追加到原值的末尾。
  • strlen : 获取键值的长度。
  • setnx : 只有在key不存在时，设置 key 的值。
  • mset : 同时设置一个或者多个 key - value 对。
  • mget : 同时获取一个或者多个 value。
  • msettnx ： 同时设置一个或多个 key-value，当且仅当 所有给定的key都不存在的时候，但凡有一个存在就不会进行创建(原子性)。
  • getrange<起始位置><结束位置> ： 获取值的范围，类似Java中的 substring ，范围是闭区间，前后都包含。
  • setrange<起始位置> : 从起始位置开始添加新的value到旧的value中，形成一个新的value。
  • setex<过期时间> : 设置键值的同时，设置过期时间， 单位为：秒
  • getset : 以旧换新，获取旧值的同时设置新值。

注意：以下四个命令只会对数字值进行生效。

  • incr : 将key中存储的 数字值 增加1，如果为空，则新增值为 1。
  • decr : 将key中存储的 数字值 减少1，如果为空，则新增值为 -1
  • incrby <步长> ： 将key中存储的数字值增加指定的长度，可以自定义步长。
  • decrby <步长> ： 将key中存储的数字值减少指定的长度，可以自定义步长。

2.3.3 String类型的底层数据结构

  • 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，内部结构是实现上类似于 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。需要注意最大之呢个存储 512M 大小的字符串。

2.4 Redis——List列表类型的数据

2.4.1 简介

列表存储数据的模式：单键多值

  • String类型中 value 只是一个字符串，叫做单值。List类型中的 value 是多个字符串组合成的一个列表。
  • Redis列表是简单的字符串列表，按照插入的顺序排序存储，你可以添加一个元素到列表的头部或者尾部。
  • 它的底层其实是一个 双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标操作中间节点的效率会很低。

2.4.2 常用命令

  • lpush/rpush : 从左边/右边插入一个或者多个值。
  • lpop/rpop : 从左边/右边吐出一个值。 值在键在，值光键亡
  • rpoplpush : 从 列表右边吐出一个值，插入到 列表左边。
  • lrange : 按照索引下标获得元素， 从左到右，下标从0开始。
  • lrange 0 -1 ： 0左边第一个，-1右边第一个，该命令可以获取全部数据。
  • lindex : 按照下标获取指定的元素，从左到右。
  • llen : 获取列表长度。
  • 。insert before : 在 的后面插入新的值。
  • lrem ：从左边删除 n 个value值(从左到右)。
  • lset : 将列表 key 下表为 index 的值替换成value。

2.4.3 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链接的内存存储，这个结构是 ziplist ，也即使压缩列表。
  • 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会改成 quicklist，以下就是一个 quicklist，它是由多个压缩列表 ziplist 构成的。

  • 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。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。

2.5 Redis——Set集合类型的数据

2.5.1 简介

  • Redis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 自动去重 的，当你需要存储一个列表数据，又不希望数据重复的时候，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，这个也就是 list 不能提供的。
  • Redis的 set 是String类型的无序集合。 它的底层其实是一个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，执行时间的长短是动态变化的。如果是o(1)，数据增加，查找数据的时间不变。

2.5.2 常用命令

  • sadd ： 将一个或者多个元素添加到集合 key 中，已经存在的元素将被忽略。
  • smembers : 获取到集合中所有的元素。
  • sismember : 判断集合中是否含有该值，有返回1，没有返回0.
  • scard : 返回该集合的元素个数。
  • srem : 删除 key 集合中的指定元素。
  • spop : 随机从key集合中吐出一个值，会从集合中删除，如果全部取出，key消失。
  • srandmember : 随机从key集合中取出 n 个值，不会从集合中删除。默认是随机获取一个。
  • smove : 把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合中。
  • sinter : 返回两个集合的交集元素。
  • sunion : 返回两个集合的 并集元素。
  • sdiff : 返回两个集合的 差集元素， 返回的是 key1中的，不包含key2中的元素

2.5.3 数据结构

  • Set集合的数据结构是 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 结构也是一样的，它们的内部也使用 hash 结构，所有的 value 都指向同一个内布置。

2.6 Redis—— Hash类型的数据

2.6.1 简介

  • Redis中的 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>
  • Hash类型最适合用于存储对象。

举个列子：

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。

Hash主要存在以下三种方式：

第一种：JSON对象

user : {id=1,name=张三,age=20}

注意：这种是以JSON字符串的方式存储，在修改的时候需要获取全部的值然后进行修改。

第二种：对象


user : id 1
user : name 张三
user : age 20

注意：这种存储形式虽然说修改属性值的时候方便，但是会造成大量的数据存储。

第三种：Hash

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问题。

2.6.2 常用命令

  • hset : 给集合中的 键赋值。

  • hget : 从集合中取出对应的值。

  • hmset : 批量设置 hash 的值。
  • hexists : 查看哈希表 key 中，给定的 field 是否存在。
  • hkeys : 列出该 hash 集合的所有 field。

  • hvals : 列出该 hash 集合中所有的 value。
  • hincrby : 为哈希表 key 中的阈 field 的值加上增量 increment。只能给 Integer 类型的数据添加，就是做的简单的加减法运算。
  • hsetnx : 将哈希表 key 中的阈 field 的值设置为 value，当且仅当阈 field不存在的时候才会设置，存在的话直接忽略。

2.6.3 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。

2.7 Redis—— zset类型的数据

2.7.1 简介

  • zset是一个有序的、没有重复元素的字符串集合。
  • 在 zset 中每个成员都关联了一个 评分(score) ，这个评分被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。 集合中饿成员是唯一的，但是评分是可以重复的。
  • 因为元素是有序的，所以你可以很快的根据评分或者次序来获取一个范围的元素。
  • 访问有序集合中的元素也是非常快的，因此你能够使用有序集合做一个没有重复成员的智能列表。

2.7.2 常用命令

  • zadd : 将一个或者多个 member 元素及其 score 值加入到有序集合 key 中。

  • zrange [WITHSCORES] : 返回有序集合中，下标在 与 之间的元素。

    带有 WITHSCORES ，可以让分数和值返回到结果集中。

    • 其中包含 与 ，是一个闭区间，并且下标是从0开始的。

    • 如果想把 score 和 value 一起显示，添加 WITHSCORES 参数。

    • zrange key 0 -1(查询全部的成员)，并且根据 score 升序排序。

  • zrangebyscore minmax [WITHSCORES] : 返回集合 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包含 min 、max) 的成员，从小到大排序。

  • zrevrangebyscore maxmin [WITHSCORES] : 同上 ，改为从大到校排序。

  • zincyby : 为元素的 score 加上增量。

  • zrem : 删除该集合下，指定值的元素。

  • zcount : 统计该集合，分数区间内的元素个数。

  • zrank : 返回该值在集合中排名，从0开始。

案列：使用 zset 实现一个文章访问量的排序？

2.7.3 数据结构

  • SortedSet(zset) : 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。
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