Redis2️⃣数据类型 & 指令（❗）

1、说明

1.1、基本要求

1.1.1、指令

大小写敏感：
- key 和 value 值大小写敏感
- 指令大小写不敏感（👍 大写）
数据类型：
- Redis 数据的 key 通常是字符串类型。
- value 支持多种数据类型（本文介绍的数据类型，指 value 的类型）
操作指令：Redis 单线程，因此指令具有原子性。
- 官方中文文档
- 指令帮助：Redis 命令行输入 help 指令名

1.1.2、key 命名

目的：Redis 的 key 要求唯一，避免覆盖。

建议命名：
1. :：分隔不同的层级（命名空间）。
2. 层级适中：太长占资源，太短可读性差。
3. 单词全部大写。

参考格式：根据实际需求调整层级，仅供参考。

项目名:表名:字段名:主键

项目名:模块名:功能名:主键

示例

# 商品访问量
goodscenter:goods:pv:179

# 用户登录验证码
usercenter:user:login:7

1.2、通用指令

1.2.1、key

① 查询

	作用	备注
KEYS <pattern>	查询当前数据库中匹配的 key	可用通配符 `*`：多个字符，类似 MySQL 模糊查询 % `?`：单个字符，类似 MySQL 模糊查询 _
EXISTS <key> [key...]	判断 key 是否存在	返回存在的个数
TYPE <key>	查看 key 的类型

② 删除

可指定多个 key，返回实际删除个数。

	备注
DEL <key> [key...]	在当前线程删除（同步，阻塞）
UNLINK <key> [key...]	在另一个线程删除（异步，非阻塞）

③ 过期时间

单位：秒

	作用	备注
EXPIRE <key> <second>	设置到期时间
TTL <key>	查看剩余到期时间（Time To Live）	`-1`：永不过期 `-2`：已过期

1.2.2、数据库

Redis 默认有 16 个数据库，默认使用 0 号库。

	作用
DBSIZE	查看当前库的 key 数量
SELECT <index>	切换数据库
FLUSHDB [ASYNC\|SYNC]	清空当前库（同步/异步）
FLUSHALL [ASYNC\|SYNC]	清空所有库（同步/异步）

2、数据类型

2.1、String 字符串

Redis 最基本的数据类型

二进制安全：严格按照二进制化的字符串进行存储，不会以特殊格式解析字符串。
类型：根据内容可分为字符串，整数，浮点数
最大内存空间：512M

2.1.1、数据结构

类似 Java 的 ArrayList

简单动态字符串（SDS, Simple Dynamic String）

内存分配：预分配冗余空间（capacity），减少内存的频繁分配。
扩容：根据字符串长度（len）决定
- 若 len < 1M 则加倍，若 len > 1M 则扩容 1M。
- 最大长度是 512M。

2.1.2、常用命令

① 存取

	作用	备注
SET <key> <value>	设置 key 的 value 值	新增/更新
GET <key>	查询 key 的 value 值

MSET <key> <value> ...	设置多个 key 的 value 值	新增/更新
MGET <key> ...	查询多个 key 的 value 值

SETEX <key> <second> <value>	设置 key 的 value 并设置有效期	SET + EXPIRE
SETNX <key> <value>	key 不存在才设置	新增
GETSET <key> <value>	查询 key 并设置新值

② 范围

索引从 0 开始。

	作用	备注
GETRANGE <key> <start> <end>	查询 key 指定范围的值	即子串，闭区间
SETRANGE <key> <offset> <value>	覆盖 key 指定下标之后的值

③ 增减（数值）

只能操作数值型（整型/浮点型）

若 key 不存在则自动新增并赋值。

仅 INCRBYFLOAT 可用于浮点型，其它仅用于整型。

	作用	备注
INCR <key>	自增 1	整型
DECR <key>	自减 1	整型

INCRBY <key> <amount>	自增 amount	整型
DECRBY <key> <amount>	自减 amount	整型
INCRBYFLOAT <key> <amount>	自增 amount	整型，浮点型

④ 其它

	作用
APPEND <key> <value>	将 value 追加到 Key 的值
STRLEN <key>	查询 key 的 value 长度

2.1.3、应用

验证码、token（expire）
点赞或访问计数（incr / decr）

2.2、Hash 哈希

无序字典（键值对集合）

结构：key 是 String，value 是无序字典（若干个 field-value 对）。
适合存储对象：可独立存储对象中的每个字段，可针对单个字段操作。

2.2.1、数据结构

根据 field-value 的长度和个数，使用不同的数据结构。

ziplist：一块连续内存，类似 Java 数组

hashtable：类似 Java 的 HashMap<String, Object>

长度短且个数少：压缩链表（ziplist）
其它情况：哈希表（hashtable）

2.2.2、常用命令

命令以字母 h 开头，可理解为嵌套了一层的普通命令。

① 查询

	作用	备注
HEXISTS <key> <field>	判断指定 field 是否存在

HGETALL <key>	获取 key 的所有 field-value 对	类似 Map 的 EntrySet()
HKEYS <key>	获取 key 的所有 field	类似 Map 的 KeySet()
HVALS <key>	获取 key 的所有 value	类似 Map 的 values()

② 存取

	作用	备注
HSET <key> <field> <value>	设置 key 的 field-value 对	可存储多对
HGET <key> <field>	查询 key 的 field 值	GET 的 field 版

HMSET <key> <field> <value> ...	设置 key 的多个 field-value 对	等同 HSET
HMGET <key> <field> ...	查询 key 的多个 field 值

HSETNX <key> <field> <value>		SETNX 的 field 版

③ 递增

仅数值型 field 可用

	作用
HINCRBY <key> <field> <amount>	key 的数值型 field，递增指定步长

2.2.3、应用

存储对象

示例：key 为对象唯一标识，value 为对象属性。

key：usercenter:user:1
value：
- name:jaywee
- age:18
- gender:male

思考：使用 String 存储对象？

尝试两种方案：

key 为对象唯一标识，value 为序列化对象。
- 存储：将对象序列化成 JSON 字符串，存入 Redis。
- 缺点：属性发生变更时需要反序列化，再序列化修改后的对象（开销大）。
Key 为对象唯一标识+属性名，value 为属性值。
- 存储：将属性值存储在不同 Key 下。
- 问题：存储时使用多个 Key，查询对象时需查询多个 key（数据冗余）。

2.3、List 列表

单键多值（字符串列表）

结构：key 是 String，value 是多个 element 值（单键多值）。
特点：有序，有下标，可重复。

2.3.1、数据结构

根据 value 的值个数，使用不同的数据结构。

ziplist：一块连续内存，类似 Java 数组

quicklist：ziplist + 双向链表

元素较少时：压缩列表（ziplist）
元素较多时：快速链表（quicklist）
- 分析：ziplist 的增删效率低，普通链表的指针需要占用大量内存。
- 结论：结合使用，满足增删性能，减少内存冗余。

2.3.2、常用命令

① 存取

两侧：

	作用	备注
LPUSH\|RPUSH <key> <element> [element...]	向 key 的左/右侧，添加若干个值
LPOP\|RPOP <key> [count]	从 key 的左/右侧取出若干个值	默认 1，可指定个数
RPOPLPUSH <k1> <k2>	将 k1 右侧值取出，添加到 k2 左侧
BLPOP\|RLPOP <key> [key...] <second>	pop，若 key 不存在的等待指定时间	同步，阻塞

索引：从 0 开始，顺序从左往右。

	作用	备注
LINDEX	查询 key 指定索引的元素
LINSERT <key> <BEFORE\|AFTER> <pivot> <value>	向 key 的元素 pivot 前/后，添加指定 value	pivot 是元素值
LSET <key> <index> <element>	替换 key 指定索引的 element
LREM <key> <count> <element>	删除 key 中 count 个 element

② 范围、长度

	作用	备注
LRANGE <key> <start> <stop>	查询 key 指定索引范围的值	stop > 0 从左数，stop < 0 从右数
LLEN <key>	查询 key 的列表长度	即 value 元素个数

2.3.3、应用

发布/订阅
消息队列

2.4、Set 集合

单键多值（字符串集合）

结构：key 是 String，value 是多个 member 值（单键多值）。
特点：无序、无下标、不可重复。
支持交并差集。

2.4.1、数据结构

类似 Java 的 HashSet

字典（dict）：底层是 value 为 null 的 Hash。

2.4.2、常用命令

① 查询

	作用	备注
SCARD <key>	元素个数	基数 cardinality
SMEMBERS <key>	查出所有元素
SRANDMEMBER <key> [count]	随机查出若干个元素	默认 1，可指定个数
SISMEMBER <key> <member>	判断 member 是否属于 set

② 增删

	作用	备注
SADD <key> <member> [member..]	添加若干个元素	跳过已存在的值
SREM <key> <member> [member..]	删除指定元素
SMOVE <k1> <k2> <member>	将 member 从 k1 移动到 k2
SPOP <key> [count]	随机取出若干个元素	查询并删除

③ 集合论

	作用
SINTER <key> [key...]	交集
SUNION <key> [key...]	并集
SDIFF <key> [key...]	差集

2.4.3、应用

去重

2.5、Zset 有序集合

单键多值 + 排序（可排序字符串集合）

结构：
- key 是 String，value 是若干个 member-score 对（单键多值）。
- 每个 member 关联 score（评分），用于排序。
特点：set 特点、可排序。

2.5.1、数据结构

类似 Java 的 TreeSet，排序标准是 score

使用两种数据结构：

hash：保证 member 唯一性，关联 member 和 score。

skipList（跳跃表）：基于 score 为 member 排序。

2.5.2、常用命令

指令 Z... 默认升序，若要降序则使用 ZREV...

下标从 0 开始

① 查询

	作用	备注
ZRANGE <key> <min> <max> [WITHSCORES]	查询排名范围内的 member	名次的范围
ZRANGEBYSCORE <key> <min> <max> [WITHSCORES]	查询 score 范围内的 member	score 的范围

ZCARD <key>	查询 zset 的 member 个数
ZCOUNT <key> <min> <max>	查询 score 范围内的 member 个数

ZSCORE <key> <member>	查询 member 的 score
ZRANK <key> <member>	查询 member 的排名

② 增删

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	作用	备注
ZADD <key> <score> <member>	添加若干对 score-member	member 已存在则更新 score
ZREM <key> <member> [member...]	删除指定 member

③ 递增

	作用	备注
ZINCRBY <key> <amount> <member>	member 的 score 递增指定步长	可正可负

2.5.3、应用

排行榜

3、新数据类型

3.1、Bitmaps（位图）

充分使用字节的 8 位二进制数。

计算机中用 8 位二进制数编码表示数值信息（1 byte = 8 bit）
Bitmaps 本质是字符串，但支持位操作。
可理解成以 bit 为单位的数组，数组下标称为偏移量。
充分利用操作位，可有效提高内存使用率和开发效率。

3.2.1、常用命令

setbit：设置指定偏移量的值（偏移量，offset 从 0 开始）。
getbit：获取指定偏移量的值。
bitcount：统计值为 1 的位数目，可指定字节范围。

bitop：复合操作（与或非、异或）

setbit <key> <offset> <value>
getbit <key> <offset>
bitcount <key> [start end]
bitop and/or/not/xor <destkey> [key]

案例：某一天用户是否上线

设置：用户 ID作为偏移量，用户上线则设为 1。
- 通常，bitmaps 的 Key 为某一天的访问情况。
- 用户 ID 可能未必从 0 开始，需要经过一定处理。
获取：根据用户 ID（偏移量）查询，1 表示访问过。
数量：统计上线用户数。
复合：如 and，查看两天都有上线的用户。

3.2.2、应用

签到、用户在线状态、用户访问情况

3.2、HyperLogLog（基数统计）

3.2.1、基数问题

基数：集合中不重复元素的个数。

示例：{1, 3, 3, 5, 7} 的基数集为 {1, 3, 5}，基数为 3。
应用场景：

传统方案

特点：精度高，但随着数据的增加，空间占用过多。

MySQL：查询 DISTINCT COUNT。
Redis：hash、set、bitmaps 等数据结构。

HyperLogLog（HLL）：基数统计算法

降低一定的精度来平衡存储空间

机制
- 根据输入元素来计算基数，而不会存储元素。
- 每个 HLL 的 Key 占用 12KB 内存，可计算接近 2^64 个不同元素的基数。
特点：
- 即使输入元素的数量或容量很大，计算基数所占空间固定且很小。
- 只计算基数，不存储元素，无法返回输入的元素。

3.2.2、常用命令

HyperLogLog，以下简称 HLL

pfadd：添加一个或多个元素。
pfcount：计算一个或多个 HLL 的基数。

pfmerge：将一个或多个 HLL 合并到另一个 HLL。

pfadd <key><element1><element2>
pfcount <k1> <k2>
pfmerge <destkey><sourcekey1><sourcekey2>

案例：记录网站 UV，多次访问只有一个 UV 记录

设置：用户 ID 作为 HLL 的元素。
统计
合并：如合并 7 天的 UV 得到一周的 UV。

3.2.3、应用

UV（UniqueVisitor，独立访客）、独立 IP 数。

3.3、Geospatial（地理）

二维坐标表示地图的经纬度。
提供经纬度设置、查询等操作。

命令

geoadd：添加一个或多个地理位置。
geopos：获取指一个或多个 Key 的坐标值。
geodist：计算两个位置的直线距离，可设置单位。

georadius：获取指定 Key 的半径之内的元素，可设置单位。

geoadd <key> <longitude> <latitude> <member>
geopos <key> <member>
geodist <key> <member1> <member2> [m|km|ft|mi ]
georadius <key> <longitude> <latitude> radius m|km|ft|mi

posted @ 2022-04-13 23:38 Jaywee 阅读(41) 评论(0) 编辑收藏举报

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Redis2️⃣数据类型 & 指令（❗）

1、说明

1.1、基本要求

1.1.1、指令

1.1.2、key 命名

1.2、通用指令

1.2.1、key

① 查询

② 删除

③ 过期时间

1.2.2、数据库

2、数据类型

2.1、String 字符串

2.1.1、数据结构

2.1.2、常用命令

① 存取

② 范围

③ 增减（数值）

④ 其它

2.1.3、应用

2.2、Hash 哈希

2.2.1、数据结构

2.2.2、常用命令

① 查询

② 存取

③ 递增

2.2.3、应用

2.3、List 列表

2.3.1、数据结构

2.3.2、常用命令

① 存取

② 范围、长度

2.3.3、应用

2.4、Set 集合

2.4.1、数据结构

2.4.2、常用命令

① 查询

② 增删

③ 集合论

2.4.3、应用

2.5、Zset 有序集合

2.5.1、数据结构

2.5.2、常用命令

① 查询

② 增删

③ 递增

2.5.3、应用

3、新数据类型

3.1、Bitmaps（位图）

3.2.1、常用命令

3.2.2、应用

3.2、HyperLogLog（基数统计）

3.2.1、基数问题

3.2.2、常用命令

3.2.3、应用

3.3、Geospatial（地理）

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