02 API的使用

一. 通用命令

1. 通用命令

# 1-keys 
# 打印出所有key
keys * 
# 打印出所有以he开头的key
keys he*
# 打印出所有以he开头，第三个字母是h到l的范围
keys he[h-l]
# 三位长度，以he开头，？表示任意一位
keys he？
# keys命令一般不在生产环境中使用，生产环境key很多，时间复杂度为o(n),用scan命令

# 2-dbsize   计算key的总数
dbsize  # redis内置了计数器，插入删除值该计数器会更改，所以可以在生产环境使用，时间复杂度是o(1)

# 3-exists key 时间复杂度o(1)
# 设置a
set a b
# 返回存在的“a”的数量.
exists a
(integer) 1

# 4-del key  时间复杂度o(1)
删除成功返回1，key不存在返回0

# 5-expire key seconds  时间复杂度o(1)
expire name 3   # 设置键值name过期时间为3s
ttl name        # 查看name还有多长时间过期. -1表示永不过期
persist name    # 去掉name的过期时间

# 6-type key  时间复杂度o(1)
type name       # 查看name类型，返回string


# 7-其他
info            # 查看内存，cpu，主从相关
client list     # 查看正在连接的会话
client kill ip  # 查看IP端口
dbsize          # 总共有多少个key
flushall        # 清空所有
flushdb         # 只清空当前库
select 数字     # 选择某个库  总共16个库(范围: 0~15)
monitor         # 记录操作日志，夯住(应用: 自动化运维的日志的审计)

2. 数据结构和内部编码

3. 单线程架构

1) 单线程架构: 一瞬间只会执行一条命令

2) 单线程为什么这么快

1. 纯内存
2. 非阻塞IO （epoll），自身实现了事件处理，不在网络io上浪费过多时间
3. 避免线程间切换和竞态消耗

3) 注意

1. 一次只运行一条命令
2. 拒绝长慢命令
	keys，flushall, flushdb, 慢的lua脚本， mutil/exec， operate， big value
3. 其实不是单线程（在做持久化是另外的线程, 只有在执行命令的时候是单线程）
	fysnc file descriptor
	close file descriptor

二. 字符串类型

1. 字符串键值结构

# 注意: 字符串value不能大于512m，一般建议100k以内
# 作用: 用于缓存，计数器，分布式锁...
key          value
hello        world      可以很复杂，如json格式字符串
counter      1          数字类型
bits         10101010   二进制（位图）

2. 常用命令

# 1---基本使用get，set，del
get name       # 时间复杂度 o(1)
set name yang   # 时间复杂度 o(1)
del name       # 时间复杂度 o(1)

# 2---其他使用incr,decr,incrby,decrby
'''
# 自增作用
1. 统计网站访问量，页面访问量，接口访问量（单线程无竞争，天然适合做计数器）
2. 缓存mysql的信息（json格式）
3. 分布式id生成（多个机器同时并发着生成，不会重复）
'''
incr age       # 对age这个key的value值自增1
decr age       # 对age这个key的value值自减1
incrby age 10  # 对age这个key的value值增加10
decrby age 10  # 对age这个key的value值减10
	
    
# 3---set，setnx，setxx
set name yang     # 不管key是否存在，都设置 
setnx name yang   # key不存在时才设置（新增操作）
set name yang nx  # 同上
set name yang xx  # key存在，才设置（更新操作）

# 4---mget mset
'''
# 多次操作推荐使用mget: n次get和mget的区别
n次get时间 = n次命令时间 + n次网络时间
mget时间   = 1次网络时间 + n次命令时间
'''
mget key1 key2 key3     # 批量获取key1，key2.。。时间复杂度o(n)
mset key1 value1 key2 value2 key3 value3    # 批量设置时间复杂度o(n)


# 5---其他：getset，append，strlen
getset name yangnb # 设置新值并返回旧值         时间复杂度o(1)
append name 666   # 将value拼接到旧的value之后    时间复杂度o(1)
strlen name       # 计算字符串长度(注意中文)   时间复杂度o(1)

# 6---其他：incrybyfloat,getrange,setrange
incrybyfloat age 3.5     # 为age自增3.5，传负值表示自减 时间复杂度o(1)
getrange key start end   # 获取字符串制定下标所有的值   时间复杂度o(1)
setrange key index value # 从指定index开始设置value值  时间复杂度o(1)

三. 哈希类型

1. 重要api

# 1---hget,hset,hdel
hget key field        # 获取hash key对应的field的value   时间复杂度为 o(1)
hset key field value  # 设置hash key对应的field的value值 时间复杂度为 o(1)
hdel key field        # 删除hash key对应的field的值      时间复杂度为 o(1)

# 测试: user:1:info表示的是创建user目录下id为1的文件中用的info作为key键存储hash类型数据
hset user:1:info age 23
hget user:1:info ag
hset user:1:info name yang
hgetall user:1:info
hdel user:1:info age
        
# 2---hexists,hlen
hexists key field  # 判断hash key 是否存在field  时间复杂度为 o(1)
hlen key           # 获取hash key field的数量   时间复杂度为 o(1)
hexists user:1:info name
hlen user:1:info   # 返回数量
        
# 3---hmget，hmset
hmget key field1 field2 ...fieldN      # 批量获取hash key 的一批field对应的值  时间复杂度是o(n)
hmset key field1 value1 field2 value2  # 批量设置hash key的一批field value 时间复杂度是o(n)

# 4--hgetall,hvals，hkeys
hgetall key  # 返回hash key 对应的所有field和value  时间复杂度是o(n)
hvals key    # 返回hash key 对应的所有field的value  时间复杂度是o(n)
hkeys key    # 返回hash key对应的所有field          时间复杂度是o(n)
# 注意: 小心使用hgetall

# 1. 计算网站每个用户主页的访问量
hincrby user:1:info pageview count  # 不好
hincrby userinfopagecount user:1:info pageview count # 好
        
# 2. 缓存mysql的信息，直接设置hash格式

2. hash vs string

1) 相似的api

get	hget
set /sentnx	hset hsetnx
del	hdel
incr incrby dear decrby	hincrby
mset	hmset
mget	hmget

2) 缓存三种方案

1. 直接json格式字符串
2. 每个字段一个key
3. 使用hash操作

3. 其他操作: hsetnx，hincrby，hincrbyfloat

# 设置hash key对应field的value（如果field# 已存在，则失败），时间复杂度o(1)
hsetnx key field value              

# hash key 对英的field的value自增 时间复杂度o(1)
hincrby key field intCounter        

# hincrby 浮点数 时间复杂度o(1)
hincrbyfloat key field floatCounter 

四. 列表类型

1. 列表特点

有序队列，可以从左侧添加，右侧添加，可以重复，可以从左右两边弹出

1) API操作

插入操作

# rpush 从右侧插入 时间复杂度为o(1~n)
rpush key value1 value2 ...valueN  

# lpush 从左侧插入 时间复杂度为o(1~n)
lpush key value1 value2 ...valueN 

# linsert: 从元素value的前或后插入newValue 时间复杂度o(n) ，需要遍历列表
linsert key before|after value newValue   
linsert listkey before b java
linsert listkey after b php

删除操作

# 从列表左侧弹出一个item 时间复杂度o(1)
lpop key 

# 从列表右侧弹出一个item 时间复杂度o(1)
rpop key 


# 根据count值，从列表中删除所有value相同的项 时间复杂度o(n)
'''
count>0           # 从左到右，删除最多count个value相等的项
count<0           # 从右向左，删除最多 Math.abs(count)个value相等的项
count=0           # 删除所有value相等的项
'''
lrem key count value

lrem listkey 0 a    # 删除列表中所有值a
lrem listkey -1 c   # 从右侧删除1个c

# 按照索引范围修剪列表 o(n)
key start end 
ltrim listkey 1 4   # 只保留下表索引是1-4的元素

2) 查询操作

lrange key start end # 包含end获取列表指定索引范围所有item  o(n)
lrange listkey 0 2
lrange listkey 1 -1  # 获取第一个位置到倒数第一个位置的元素

lindex key index     # 获取列表指定索引的item  o(n)
lindex listkey 0
lindex listkey -1

llen key             # 获取列表长度

3) 修改操作

lset key index newValue # 设置列表指定索引值为newValue o(n)
lset listkey 2 ppp      # 把第二个位置设为ppp

2. 实战

实现timeLine时间轴功能，主要应用于微博关注的人，按时间轴排列，在列表中放入关注人的微博的即可

rpush 用户状态 用户id1
rpush 用户状态 用户id2
rpush 用户状态 用户id3

3. 其他操作

blpop key timeout # lpop的阻塞版，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为拥有不阻塞 o(1)
brpop key timeout # rpop的阻塞版，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为拥有不阻塞 o(1)

# lpush+lpop实现栈的功能: 先进后出 

lpush stack 1 2 3 4  # 4先进 
lpop stact # 1
lpop stact # 2
lpop stact # 3
lpop stact # 4       # 4后出

# lpush+rpop实现队列功能: 先进先出
lpush queue 1 2 3 4  # 4先进
rpop queue  # 4      # 4先出
rpop queue  # 3
rpop queue  # 2
rpop queue  # 1


# lpush+ltrim实现固定大小的列表
lpush fixation_list id1 id2 id3 id4
ltrim fixation_list 1 2 # 只保留列表中索引为1-2之间的数

# lpush+brpop实现简单的消息队列(先进先出)
lpush mq msg1 msg100 msg22  # msg22先进
brpop mq  # msg22先进
brpop mq  # brpop mq  # msg22
brpop mq  # msg1

五. 集合类型

1. 特点

无序，无重复，集合间操作（交叉并补）

2. API操作

sadd key element # 向集合key添加element（如果element存在，添加失败） o(1)

srem key element # 从集合中的element移除掉 o(1)

scard key        # 计算集合大小

sismember key element # 断element是否在集合中

srandmember key count # 集合中随机取出count个元素，不会破坏集合中的元素(应用: 抽奖)

spop key     # 集合中随机弹出一个元素(应用: 抽奖)

smembers key # 取集合中所有元素 ，无序，小心使用，会阻塞住 时间复杂度o(n) 

sdiff user:1:follow user:2:follow     # 算user:1:follow和user:2:follow的差集(作用: 关注)

sinter user:1:follow user:2:follow    # 算user:1:follow和user:2:follow的交集
          
sunion user:1:follow user:2:follow    # 算user:1:follow和user:2:follow的并集 
                
sdiff|sinter|suion + store destkey... # 差集，交集，并集结果保存在destkey集合中

3. 实战

# 抽奖系统:
通过spop来弹出用户的id，活动取消，直接删除

# 点赞，点踩，喜欢:
用户如果点了赞，就把用户id放到该条记录的集合中

# 标签：
给用户/文章等添加标签，sadd user:1:tags 标签1 标签2 标签3
        
# 给标签添加用户，关注该标签的人有哪些

# 共同好友：集合间的操作

4. 总结

# sadd:
可以做标签相关

# spop/srandmember:
可以做随机数相关

# sadd/sinter：
社交相关

六. 有序集合类型

1. 特点

# 有一个分值字段，来保证顺序
key                  score                 value
user:ranking           1                   yang
user:ranking           99                  yang2
user:ranking           88                  yang3
    
# 集合有序集合
集合：无重复元素，无序，element
有序集合：无重复元素，有序，element+score

# 列表和有序集合
列表：可以重复，有序，element
有序集合：无重复元素，有序，element+score

2. API使用

zadd key score element # score可以重复，可以多个同时添加，element不能重复 o(logN) 

zrem key element       # 删除元素，可以多个同时删除 o(1)

zscore key element     # 获取元素的分数 o(1)

zincrby key increScore element # 增加或减少元素的分数  o(1)
zomcrnu leu 12 element

zcard key # 返回元素总个数 o(1)

zrank key element # 返回element元素的排名（从小到大排）

zrange key 0 -1   # 返回排名，不带分数  o(log(n)+m) n是元素个数，m是要获取的值
zrange player:rank 0 -1 withscores # 返回排名，带分数

zrangebyscore key minScore maxScore # 返回指定分数范围内的升序元素 o(log(n)+m) n是元素个数，m是要获取的值
zrangebyscore user:1:ranking 90 210 withscores # 获取90分到210分的元素

zcount key minScore maxScore  # 返回有序集合内在指定分数范围内的个数 o(log(n)+m)

zremrangebyrank key start end          # 删除指定排名内的升序元素 o(log(n)+m)
zremrangebyrank user:1:rangking 1 2    # 删除升序排名中1到2的元素
        
zremrangebyscore key minScore maxScore # 删除指定分数内的升序元素 o(log(n)+m)
zremrangebyscore user:1:ranking 90 210 # 删除分数90到210之间的元素

3. 实战

排行榜：音乐排行榜，销售榜，关注榜，游戏排行榜

4. 其他操作

zrevrank         # 从高到低排序
10.0.0.100:6379> zrevrank youxu yang1
(integer) 2

zrevrange        # 从高到低排序取一定范围
10.0.0.100:6379> zrevrange youxu 0 -1
1) "yang3"
2) "yang2"
3) "yang1"

zrevrangebyscore # 返回指定分数范围内的降序元素
10.0.0.100:6379> zrevrangebyscore youxu 3 0
1) "yang3"
2) "yang2"
3) "yang1"

zinterstore      # 对两个有序集合交集
zunionstore      # 对两个有序集合求并集

5. 总结

操作类型	命令
基本操作	zadd/ zrem/ zcard/ zincrby/ zscore
范围操作	zrange/ zrangebyscore/ zcount/ zremrangebyrank
集合操作	zunionstore/ zinterstore