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查看 redis 常见数据类型操作命令 http://www.redis.cn/commands.html

一、Redis 键(Key)

   常用命令:

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keys *       查看当前库所有key    (匹配:keys *1)
 
exists key   判断某个key是否存在
 
type key     查看你的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   10秒钟:为给定的key设置过期时间
 
ttl key         查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期
 
select <dbid>   命令切换数据库
 
dbsize          查看当前数据库的key的数量
 
flushdb         清空当前库
 
flushall        通杀全部库

  

二、Redis 字符串(String)

  1、简介

    String是Redis最基本的类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,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图片或者序列化的对象。

    String类型是Redis最基本的数据类型,一个Redis中字符串value最多可以是512M;

  2、常用命令

  (1)set <key><value>添加键值对

     

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*NX:当数据库中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的超时毫秒数,与EX互斥

  

  (2)get <key>:查询对应键值

  (3)append <key> <value>:将给定的<value> 追加到原值的末尾

  (4)strlen  <key>:获得值的长度

  (5)setnx  <key> <value>:只有在 key 不存在时,设置 key 的值

  (6)incr <key>:将 key 中储存的数字值增1,只能对数字值操作,如果为空,新增值为 1;

  (7)decr  <key>:将 key 中储存的数字值减1,只能对数字值操作,如果为空,新增值为-1;

  (8)incrby / decrby <key> <步长>:将 key 中储存的数字值增减。自定义步长;

  (9)mset <key1> <value1> <key2> <value2>  ..... :同时设置一个或多个 key-value对;

  (10)mget <key1> <key2> <key3> .....:同时获取一个或多个 value;

  (11)msetnx <key1> <value1> <key2> <value2>  .....:同时设置一个或多个 key-value 对,当且仅当所有给定 key 都不存在,原子性,有一个失败则都失败

  (12)getrange <key> <起始位置> <结束位置>;获得值的范围,类似java中的substring,前包,后包

  (13)setrange <key> <起始位置> <value>:用 <value>  覆写<key>所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始)。

  (14)setex <key> <过期时间> <value>:设置键值的同时,设置过期时间,单位秒。

  (15)getset <key> <value>:以新换旧,设置了新值同时获得旧值。

 

  3、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。

    

 

    如图中所示,内部为当前字符串实际分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。当字符串长度小于1M时,扩容都是加倍现有的空间,如果超过1M,扩容时一次只会多扩1M的空间。需要注意的是字符串最大长度为512M

  4、原子性

    

  所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作

  这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。

  (1)在单线程中, 能够在单条指令中完成的操作都可以认为是"原子操作",因为中断只能发生于指令之间。

  (2)在多线程中,不能被其它进程(线程)打断的操作就叫原子操作。

  Redis单命令的原子性主要得益于Redis的单线程。

  案例:java中的i++是否是原子操作?

  不是原子操作!!!

  i = 0,两个线程分别对 i 进行 ++100次,值是多少?

  如果两个线程正常运行,各加100次,最终值是 200。

  如果两个线程不正常切换运行,最后两次执行了赋值,就会导致结果等于 2。

  所以,最终结果会在 2 ~ 200 之间。

  分析:

    

 

三、Redis 列表(List)

  1、简介

  单键多值

  Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。

  它的底层实际是个双向链表,对两端的操作性能很高,通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

  

  2、常用命令

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lpush/rpush  <key><value1><value2><value3> .... :从左边/右边插入一个或多个值。
 
lpop/rpop <key>:从左边/右边吐出一个值。值在键在,值光键亡。
 
rpoplpush <key1> <key2>:从<key1>列表右边吐出一个值,插到<key2>列表左边。
 
lrange <key> <start> <stop>:按照索引下标获得元素(从左到右)
 
lrange mylist 0 -1   0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有)
 
lindex <key> <index>:按照索引下标获得元素(从左到右)
 
llen <key>:获得列表长度
 
linsert <key> before/after <value> <newvalue>:在<value>的前面/后面插入<newvalue>插入值
 
lrem <key> <n> <value>:从左边删除n个value(从左到右)
 
lset <key> <index> <value>:将列表key下标为index的值替换成value

  

  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连续的内存存储,这个结构是 ziplist,也即是压缩列表。

  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才会改成 quickList

  因为普通的链表需要的附加指针空间太大,会比较浪费空间。比如这个列表里存的只是int类型的数据,结构上还需要两个额外的指针prev和next。

  

  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使用。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。

 

四、Redis 集合(Set)

  1、简介

    Redis set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是可以自动排重的,当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,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,这个也是list所不能提供的。

    Redis的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个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,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变。

 

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sadd <key> <value1> <value2> ..... :将一个或多个 member 元素加入到集合 key 中,已经存在的 member 元素将被忽略;
 
smembers <key>:取出该集合的所有值;
 
sismember <key> <value>:判断集合<key>是否为含有该<value>值,有1,没有0
 
scard <key>:返回该集合的元素个数;
 
srem <key> <value1> <value2> .... :删除集合中的某个元素;
 
spop <key>:随机从该集合中吐出一个值;
 
srandmember <key> <n>:随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 ;
 
smove <source><destination> value:把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合;
 
sinter <key1><key2>:返回两个集合的交集元素;
sunion <key1> <key2>:返回两个集合的并集元素;
sdiff <key1> <key2>:返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)

 

  3、数据结构

    Set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,它的内部也使用hash结构,所有的value都指向同一个内部值。

 

五、Redis 哈希(Hash)

  1、简介

    Redis 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>

    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

 

    主要有以下2种存储方式:

    方式一每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去,开销较大。

      

 

    方式二:用户ID数据冗余

      

 

    方式三: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的问题

      

 

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hset <key> <field> <value>:给<key>集合中的  <field>键赋值<value>;
 
hget <key1> <field>:从<key1>集合<field>取出 value ;
 
hmset <key1> <field1> <value1> <field2> <value2>... :批量设置hash的值;
 
hexists <key1> <field>:查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在;
 
hkeys <key>列出该hash集合的所有field;
 
hvals <key>列出该hash集合的所有value;
 
hincrby <key> <field> <increment>:为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1,-1即可减一;
 
hsetnx <key> <field> <value>:将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ,当且仅当域 field 不存在;

 

  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。

 

六、Redis 有序集合 (ZSet :sorted set)

  1、简介

    Redis有序集合zset与普通集合set非常相似,是一个没有重复元素的字符串集合。

    不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分(score)这个评分(score)被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的,但是评分可以是重复了 。

    因为元素是有序的, 所以你也可以很快的根据评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素。

    访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

 

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zadd <key> <score1> <value1> <score2> <value2>…
将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中;
 
zrange <key><start> <stop>  [WITHSCORES]
返回有序集 key 中,下标在<start><stop>之间的元素带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集;
 
zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]
返回有序集 key 中,所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。
 
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]           
同上,改为从大到小排列。
 
zincrby <key><increment><value>:为元素的score加上增量;
 
zrem  <key> <value>:删除该集合下,指定值的元素;
zcount <key> <min> <max>:统计该集合,分数区间内的元素个数 ;
 
zrank <key> <value>:返回该值在集合中的排名,从0开始;

 

    案例:如何利用zset实现一个文章访问量的排行榜?

    

 

  3、数据结构

    SortedSet(zset)是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。

 

  4、跳跃表(跳表)

  (1)简介

    有序集合在生活中比较常见,例如根据成绩对学生排名,根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现,可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除;平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂;链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树,实现远比红黑树简单。

  (2)实例

    对比有序链表和跳跃表,从链表中查询出51

    ① 有序链表

      

      要查找值为51的元素,需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。

 

    ② 跳跃表

      

      从第2层开始,1节点比51节点小,向后比较。

      21节点比51节点小,继续向后比较,后面就是NULL了,所以从21节点向下到第1层

      在第1层,41节点比51节点小,继续向后,61节点比51节点大,所以从41向下

      在第0层,51节点为要查找的节点,节点被找到,共查找4次。

 

 

  从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高。

 

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