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：
:：分隔不同的层级（命名空间）。- 层级适中：太长占资源，太短可读性差。
- 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
|
|
|
|
|
| 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
