Redis的数据结构

一、Redis数据结构介绍

Redis是一种高级的key-value存储系统，其中value支持五种数据结构

字符串（String）
哈希（hash）
字符串列表（list）底层是链表形式的
字符串集合（set）
有序字符串集合（sorted set）

关于key的定义，以下几点需要注意：

key不要太长，应该小于1024字节，消耗额外查找性能
key也不要太短，影响可读性
在项目中key应该有一个统一的命名规范

*Redis的更多命令查看文档：http://redisdoc.com/或百度

二、存储String

1.概述

字符串类型是Redis中最为基础的数据存储类型，它在Redis中是二进制安全的（存入和获取的数据二进制层面上完全相同）。Redis中字符串类型的value每条最多可以容纳的数据长度是512M。

2.常用命令

(1)赋值：

set key value

设定key特有指定的字符串value，如果该key存在则进行覆盖操作，总是返回"OK”

(2)取值：

get key

获取特定key的value。如果与该key关联的value不是String类型，redis将返回错误信息，因为get命令只能获取String类型的value。若value不存在，返回"(nil)"

*nil:无，零；零分；

getset key value

先获取特定key对应value，再重新设置该key的值

(3)删除：

del key（所有数据类型通用）

删除指定key的键值对,返回(integer)删除的键值对个数

(4)数值增减：

*Redis将自动解析value中是否可以增减的数将其转换为数字再增减。

将返回递增后的数据

incr key

将指定的key的value原子性地递增1。若该key不存在，默认创建这个key并设value初始值为0，在incr后其值将变为1。若value的值不能转为整型，如'hello'，则该操作失败并返回错误信息

key不存在：

value不能转为整型：

decr key

将指定的key的value原子性地递减1。若该key不存在，默认创建这个key并设value初始值为0，在incr后其值将变为-1。若value的值不能转为整型，如'hello'，则该操作失败并返回错误信息

key不存在：

value不能转为整型：

(5)拼接字符串：

append key appendValue

如果该key存在，则在原来的value后追加填入的appendValue值；若不存在，则重新创建一个对应的键值对。返回拼接后字符串的长度

key存在：

key不存在：

(6)其他命令：

*原子性增加/减小：（类似"i+=5")

incrby key increment

decrby key decrement

等等，自查文档

三、存储hash

1.概述

Redis中的Hashes类型可以看成具有String Key和String Value的map容器。所以该类型非常适合于存储值对象的信息。如Username、Password和Age等。如果Hash中包含很少的字段，那么该类型的数据也将仅占用很少的磁盘空间。每一个Hash可以存储4294967295个键值对。

2.常用命令

!图例中hash表命名为myset，更好的应该是命名为myhash，忽略这个细节

(1)赋值：

为指定的key设定field/value对（hash键值对）

hset key field value 将自动创建一个hash类型的value

设置key中的多个filed/value

hmset key field value [field2 value2 ...]

(2)取值：

获取指定key中指定field的value

hget key field

获取key中多个field的值

hmget key field [field2 ...]

获取指定key的所有f/v

hgetall key

(3)删除：

删除一个或多个字段，返回被删除字段个数（返回0表示要删除的字段不存在）

hdel key field [field2 ...]

删除整个hash表

del key

(4)增加数字：

设置key中的field的值增加increment（返回增加后的结果）（field不存在的话类同String的增减数据）

hincrby key field increment

field不存在：

无hdecrby key field decrement这个命令

可以使increment为负数代替

(5)其他命令：

判断指定key中的指定field是否存在

hexists key field

获取指定key中包含的field的数量

hlen key

获取所有的fields（"key"）

hkeys key

获取所有的value

hvals key

字符串（String）
哈希（hash）
字符串列表（list）底层是链表形式的
字符串集合（set）
有序字符串集合（sorted set

格式改变

四、存储list类型

1.概述

在Redis中，List类型是按照插入顺序排序的字符串链表。和数据结构中的普通链表一样，我们可以在其头部(left)和尾部(right)添加新的元素。在插入时，如果该键并不存在，Redis将为该键创建一个新的链表。与此相反，如果链表中所有的元素均被移除，那么该键也将会被从数据库中删除。List中可以包含的最大元素数量是4294967295个。

从元素插入和删除的效率视角来看，如果我们是在链表的两头插入或删除元素，这将会是非常高效的操作，即使链表中已经存储了百万条记录，该操作也可以在常量时间内完成。然而需要说明的是，如果元素插入或删除操作是作用于链表中间，那将会是非常低效的。相信对于有良好数据结构基础的开发者而言，这一点并不难理解。

在Redis的链表中，0代表头元素，1、2、3等依次类推；-1代表尾元素，-2、-3类推为倒数第二、倒数第三等。

2.常用命令（命令中l代表left/list，r代表right）

1）lpush key value1 [value2...]：在指定的key所关联的list的头部添加所有的 values，如果该key不存在，该命令在添加的之前创建一个与该key关联的空链表，之后再向该链表的头部添加数据。添加成功，返回元素的个数。

2）rpush key value1 [value2...]：在该list的尾部添加元素

3）lrange key start end：获取链表中从start到end的元素的值，start、end可为负数，若为-1则表示链表尾部的元素，-2则表示倒数第二个，依次类推…

获取所有value用：lrange key 0 -1

4）lpushx key value：仅当参数中指定的key存在时（如果与key对应的list中没有值时，则该key是不存在的）在指定的key所关联的list的头部插入value。这个命令不可以一次插入多个value

若不存在：

不可以插入多个value

5）rpushx key value：同上，在该list的尾部添加元素

6）lpop key：返回并弹出指定的key关联的链表中的第一个元素，即头部元素。弹出：从list中获取且移除

7）rpop key：从尾部弹出元素。

8）rpoplpush resource(源list) destination(目标list)：将链表中的尾部元素弹出并添加到头部（循环操作）

“排队队列”

、

9）llen key：返回指定的key关联的链表中的元素的数量。

10）lset key index value：设置链表中的index的脚标的元素值，0代表链表的头元素，-1代表链表的尾元素。

即替换元素

11）lrem key count value：删除count个值为value的元素，如果count大于0，从头向尾遍历并删除count个值为value的元素，如果count小于0，则从尾向头遍历并删除（根据具体场景进行选择，优化性能）。如果count等于0，则删除链表中所有等于value的元素。

12）linsert key before/after pivot value：在值为pivot元素前或者后插入value这个元素。失败返-1

即向list中间插入元素

*pivot:枢轴; 中心点

五、存储set类型

1.概述

在Redis中，我们可以将Set类型看作为没有排序的字符集合，和List类型一样，我们也可以在该类型的数据值上执行添加、删除或判断某一元素是否存在等操作。需要说明的是，这些操作的时间是常量时间。Set可包含的最大元素数是4294967295个。

和List类型不同的是，Set集合中不允许出现重复的元素。和List类型相比，Set类型在功能上还存在着一个非常重要的特性，即在服务器端完成多个Sets之间的聚合计算操作，如unions（并集）、intersections（交集）和differences（差集）。由于这些操作均在服务端完成，因此效率极高，而且也节省了大量的网络IO开销。

2.常用命令

1）sadd key value1 value2...：向set中添加数据，如果该key的值已有则不会重复添加

2）smembers key：获取set中所有的成员

3）scard key：获取set中成员的数量

4）sismember key member：判断参数中指定的成员是否在该set中，1表示存在，0表示不存在或者该key本身就不存在

5）srem key member1 member2...：删除set中指定的成员

6）srandmember key：随机返回set中的一个成员

7）sdiff sdiff key1 key2：返回key1与key2中相差的成员，而且与key的顺序有关。即返回差集。

8）sdiffstore destination key1 key2：将key1、key2相差的成员存储在destination上

9）sinter key1 key2...：返回交集。

10）sinterstore destination key1 key2：将返回的交集存储在destination上

11）sunion key1 key2：返回并集。

12）sunionstore destination key1 key2：将返回的并集存储在destination上

六、存储sorted set类型

1.概述

Sorted-Sets和Sets类型极为相似，它们都是字符串的集合，都不允许重复的成员出现在一个Set中。它们之间的主要差别是Sorted-Sets中的每一个成员都会有一个分数(score)与之关联，Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。然而需要额外指出的是，尽管Sorted-Sets中的成员必须是唯一的，但是分数(score) 却是可以重复的。

在Sorted-Set中添加、删除或更新一个成员都是非常快速的操作，其时间复杂度为集合中成员数量的对数。由于Sorted-Sets中的成员在集合中的位置是有序的，因此，即便是访问位于集合中部的成员也仍然是非常高效的。事实上，Redis所具有的这一特征在很多其它类型的数据库中是很难实现的，换句话说，在该点上要想达到和Redis同样的高效，在其它数据库中进行建模是非常困难的。

使用sorted set的场景：游戏排名、微博热点话题等使用场景。

2.常用命令（rev代表reverse）

1）zadd key score member score2 member2 ...：将所有成员以及该成员的分数存放到sorted-set中，若member不存在，创建这个member，若member已存在，则更新这个member的分数（添加）

2）zcard key：获取集合中的成员数量

3）zcount key min max：获取分数在[min,max]之间的成员个数

4）zincrby key increment member：设置指定成员的增加的分数。返回增加后该成员的score

5）zrange key start end [withscores]：获取集合中脚标为start-end的成员，从分数低到高排序，[withscores]参数表明返回的成员包含其分数（类同list中的lrange）

从高到低排序有命令：zrevrange key start stop [withscores]

6）zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]：返回分数在[min,max]的成员并按照分数从低到高排序。[withscores]：显示分数；[limit offset count]：offset，表明从脚标为offset的元素开始并返回count个成员