Redis从入门到精通-基本数据结构
一、 redis 常用命令
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 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 有哪几种数据类型
- String:
- List:
- Hash:
- Set:
- Zset:
1 String
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
A 常用命令
set <key><value> #添加键值对 如果再次设置相同的key 的值得话 会把之前的给覆盖掉！！！！！ get <key> #取值 append <key><value> #追加，会返回追加后总的（key）长度 strlen <key> #返回k1 的长度 setnx <key><value> #和set类似 都是设置一个键值对 区别就是不能做覆盖 #如果有一个已经存在的 k1 再次设置时就不能设置成功 只有设置不存在的key 才会成功 incr <key> #让设置的对应的value 值加一 (很适合用于点赞 有木有) decr <key> #让设置的对应的value 值减一 (很适合用于取消点赞 有木有) incrby <key><自定义步长> #让设置的对应的value 值加自定义的长度 (很适合用于点赞 有木有) decrby <key><自定义步长> #让设置的对应的value 值减自定义的长度 (很适合用于取消点赞 有木有)
INCR key(原子性操作)
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。
java中的i++是否是原子操作？i=0;两个线程分别对i进行++100次,值是多少？
答案：不是原子操作 2-200 之间
i++ 要经历3个过程 取值 ++ 赋值
当 a 线程 i=99时 取值时 被b线程打断 b线程i=1 又切换回 a线程 此时 a线程的i为1 然后++ 赋值后就变为2
mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 #同时设置多个值 mget k1 k2 k3 #同时获得多个值 msetnx k11 v11 k1 v1 #同时设置多个值 如果之前的值存在 就不会成功 有任何一个值存在就不会成功 #原子性，有一个失败则都失败 getrange <key><起始位置><结束位置> #相当于字符串的截取 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)。
设置过期时间
setex <key><过期时间><value>
ttl <key> #查看过期时间
取新值换旧值
getset <key><value> #取出原来的key 换新的值
B 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.
2 List(有序)
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。
A 常用命令
lpush/rpush
lpush/rpush <key><value1><value2><value3> .... 从左边/右边插入一个或多个值 #(从左边取)(取全部) lrange k1 0 -1
lpush 从左边放 相当于压栈
rpush 从右边边放 相当于压栈
lpop/rpop
#从左边/右边弹出一个值
lpop/rpop k1
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 <value><newvalue>在<value>的后面插入<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
B 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。
3 Set(有序)
A 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
B 常用命令
sadd：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
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)
C 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。
4 Redis哈希(Hash)
A 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：
B 常用命令
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
列子：hincrby user:001 age 32
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.
C 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。
5 Redis 有序集合Zset(sorted set)
A 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。
B 常用命令
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，0 -1查所有
带WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集。
zrangebyscore key minmax [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 maxmin [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？
C 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。
跳跃表（跳表）
一、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。
二、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
