Redis的数据类型

1、Redis的数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

2、String 数据类型

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。意思是 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，string 类型的值最大能存储 512MB。

2.1、常用命令

Redis 中设置 string 类型的 key 命令如下：

set key value：设置指定 key 的值。如果对同一key重复设值，后面的赋值会覆盖掉前面的

带后缀参数的命令说明：

setex：同时设置 key 的超时秒数
setpx：key的超时毫秒数，与EX互斥
setnx：当数据库中key不存在时，可以将key-value添加数据库
setxx：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

2.1.1、常规操作

Redis 中 string 类型的 key 的其他常用命令如下：

get key：获取指定 key 的值。
append key value：如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将指定的 value 拼接到该 key 原来值（value）的末尾。
strlen key：获得 value 的字符串长度
setnx key value：只有在 key 不存在时，才设置 key 的值，如果该 key 已存在，则该命令返回0，即设置失败。
getrange key 起始位置结束位置：获得指定范围的字符串段，类似 java 中的substring 方法。
setrange key 起始位置 value：用指定的字符串 value 插入到已有的字符串的指定索引的位置。
setex key 过期时间 value：设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。
getset <key><value>：以新换旧，返回之前的 value 值，并设置新的 value 值。

2.1.2、数字操作

数字操作相关命令：

incr key：将 key 中储存的数字值增1，只能对数字值操作。如果该 key 不存在，则新增 key 并设置值为1
decr key：将 key 中储存的数字值减1，只能对数字值操作。如果该 key 不存在，则新增 key 并设置值为-1
incrby | decrby key num：将 key 中储存的数字值增减指定的数值

2.1.3、批量操作

批量操作相关命令：

mset key1 value1 key2 value2...（空格隔开）：同时设置一个或多个key-value对
mget：key1 key2 key3...（空格隔开）：同时获取一个或多个 key 的 value 值
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 都不存在时操作才成功，因为 Redis 的单操作都是原子性的，所以只要有一个失败所有的 key 都不会设置成功。

2.2、Redis字符串类型的数据结构

Redis 中 String 的类型的底层数据结构实际为简单动态字符串(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.

如上图所示，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。

3、List 数据类型

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）。一个列表最多可以包含 2³² - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。

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。

3.1、常用命令

生成一个 list 类型的 key 命令如下：

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/右边取出一个值，并且会将该值删除。该方法返回取出的值，当某个key的值全部都取出时，该key也不将存在。
rpoplpush key1 key2：从 key1 列表右边取出一个值，并且插到 key2 列表左边
lrange key start stop：按照索引下标获得元素(从左到右)。如：lrange list 0 2，0表示从左边数的第一个，2表示从左边数的第三个。当 stop 索引为 -1 时，表示获取所有元素
index key index：获取该 list 中指定索引的元素。
llen key：获得 list 的元素数量
linsert key before|after value newvalue：在指定的 value 的前面或者后面插入一个新值 newvalue。
lrem key n value：从左边开始将 n 个相同 value 值删除。注意，是将 n 个值为指定的 value 的元素删除掉
lset key index value：将指定 index 索引的值替换成指定的 value

3.2、Redis中list类型的数据结构

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。

4、set数据类型

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 是可以自动去重的，即集合成员是唯一的，集合中不会有重复的数据。

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)。O(1)复杂度的算法，查找数据的时间不会随着数据的增加而变长。

set 集合中最大的成员数为 2³² - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

4.1、常用命令

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 ....：删除集合中的某些元素。
spop key：随机从该集合中吐出一个值，并删除该值。
srandmember key n：随机从该集合中取出n个值。每次取出的值都可能不一样，并且不会将这些值从集合中删除。
smove key1 key2 value：将 key1 集合中指定的移出到 key2 集合中。
sinter key1 key2：返回两个集合的交集元素，即共有的元素集合。
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(即只属于 key1 中的，key2 不包含的元素集合)

4.2、Redis中set类型的数据结构

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。

5、Hash 数据类型

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>

Redis 中每个 hash 可以存储 2³² - 1 键值对（40多亿）。

5.1、常用命令

hset key field value：添加名为 key 的 hash 集合，并指定该 hash 中的某个字段 field 赋值为 value
hget key field：获取 key 集合中的 field 的 value 值
hmset key field1 value1 field2 value2...：批量设置 hash 中 filed 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 num：为哈希表 key 中的指定的 field 字段的 value 值加上增量值 num
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 不存在才会生效，否则不会有效果。

操作示例：

5.2、Redis中hash类型的数据结构

Hash类型对应的数据结构有两种：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。

6、Zset数据类型

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的。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，因此你可以使用 zset 集合作为一个没有重复成员的有序列表。

6.1、常用命令

zadd key score1 value1 score2 value2 …：将一个或多个元素及其 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，参数 WITHSCORES 表示输出时是否需要让分数和值一起返回。
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。