Redis的數據類型

1、Redis的數據類型

Redis支持五種數據類型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

2、String 數據類型

string 是 redis 最基本的類型，你可以理解成與 Memcached 一模一樣的類型，一個 key 對應一個 value。

string 類型是二進制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何數據。比如jpg圖片或者序列化的對象。

string 類型是 Redis 最基本的數據類型，string 類型的值最大能存儲 512MB。

2.1、常用命令

Redis 中設置 string 類型的 key 命令如下：

set key value：設置指定 key 的值。如果對同一key重復設值，后面的賦值會覆蓋掉前面的

帶后綴參數的命令說明：

setex：同時設置 key 的超時秒數
setpx：key的超時毫秒數，與EX互斥
setnx：當數據庫中key不存在時，可以將key-value添加數據庫
setxx：當數據庫中key存在時，可以將key-value添加數據庫，與NX參數互斥

2.1.1、常規操作

Redis 中 string 類型的 key 的其他常用命令如下：

get key：獲取指定 key 的值。
append key value：如果 key 已經存在并且是一個字符串， APPEND 命令將指定的 value 拼接到該 key 原來值（value）的末尾。
strlen key：獲得 value 的字符串長度
setnx key value：只有在 key 不存在時，才設置 key 的值，如果該 key 已存在，則該命令返回0，即設置失敗。
getrange key 起始位置結束位置：獲得指定范圍的字符串段，類似 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 過期時間 value：設置鍵值的同時，設置過期時間，單位秒。
getset <key><value>：以新換舊，返回之前的 value 值，并設置新的 value 值。

2.1.2、數字操作

數字操作相關命令：

incr key：將 key 中儲存的數字值增1，只能對數字值操作。如果該 key 不存在，則新增 key 并設置值為1
decr key：將 key 中儲存的數字值減1，只能對數字值操作。如果該 key 不存在，則新增 key 并設置值為-1
incrby | decrby key num：將 key 中儲存的數字值增減指定的數值

2.1.3、批量操作

批量操作相關命令：

mset key1 value1 key2 value2...（空格隔開）：同時設置一個或多個key-value對
mget：key1 key2 key3...（空格隔開）：同時獲取一個或多個 key 的 value 值
msetnx key1 value1 key2 value2 ...：同時設置一個或多個 key-value 對。當且僅當所有給定 key 都不存在時操作才成功，因為 Redis 的單操作都是原子性的，所以只要有一個失敗所有的 key 都不會設置成功。

2.2、Redis字符串類型的數據結構

Redis 中 String 的類型的底層數據結構實際為簡單動態字符串(Simple Dynamic String，縮寫SDS)，是可以修改的字符串，內部結構實現上類似于 Java 的ArrayList，采用預分配冗余空間的方式來減少內存的頻繁分配.

如上圖所示，當前字符串實際分配的空間 capacity 一般要高于實際字符串長度 len。當字符串長度小于1M時，擴容都是加倍現有的空間，如果超過1M，擴容時一次只會多擴1M的空間。需要注意的是字符串最大長度為512M。

3、List 數據類型

Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。一個列表最多可以包含 2³² - 1 個元素 (4294967295, 每個列表超過40億個元素)。

它的底層實際是個雙向鏈表，對兩端的操作性能很高，通過索引下標的操作中間的節點性能會較差。

3.1、常用命令

生成一個 list 類型的 key 命令如下：

lpush/rpush key value1 value2 value3> .... ：從左邊/右邊插入一個或多個值。

lpop/rpop key：從左邊/右邊取出一個值，并且會將該值刪除。該方法返回取出的值，當某個key的值全部都取出時，該key也不將存在。
rpoplpush key1 key2：從 key1 列表右邊取出一個值，并且插到 key2 列表左邊
lrange key start stop：按照索引下標獲得元素(從左到右)。如：lrange list 0 2，0表示從左邊數的第一個，2表示從左邊數的第三個。當 stop 索引為 -1 時，表示獲取所有元素
index key index：獲取該 list 中指定索引的元素。
llen key：獲得 list 的元素數量
linsert key before|after value newvalue：在指定的 value 的前面或者后面插入一個新值 newvalue。
lrem key n value：從左邊開始將 n 個相同 value 值刪除。注意，是將 n 個值為指定的 value 的元素刪除掉
lset key index value：將指定 index 索引的值替換成指定的 value

3.2、Redis中list類型的數據結構

List的數據結構為快速鏈表quickList。

首先在列表元素較少的情況下會使用一塊連續的內存存儲，這個結構是ziplist，也即是壓縮列表。它將所有的元素緊挨著一起存儲，分配的是一塊連續的內存。

當數據量比較多的時候才會改成quicklist。因為普通的鏈表需要的附加指針空間太大，會比較浪費空間。比如這個列表里存的只是int類型的數據，結構上還需要兩個額外的指針prev和next。Redis將鏈表和ziplist結合起來組成了quicklist。也就是將多個ziplist使用雙向指針串起來使用。這樣既滿足了快速的插入刪除性能，又不會出現太大的空間冗余。

4、set數據類型

Redis set 對外提供的功能與 list 類似是一個列表的功能，特殊之處在于 set 是可以自動去重的，即集合成員是唯一的，集合中不會有重復的數據。

Redis 的 Set 是 string 類型的無序集合。它底層其實是一個 value 為 null 的 hash 表，所以添加，刪除，查找的復雜度都是O(1)。O(1)復雜度的算法，查找數據的時間不會隨著數據的增加而變長。

set 集合中最大的成員數為 2³² - 1 (4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

4.1、常用命令

sadd key value1 value2> .....：將一個或多個 member 元素加入到集合 key 中，已經存在的 member 元素將被忽略。
smembers key：取出該集合的所有值。
sismember key value：判斷集合 key 是否為含有該 value 值，有1，沒有0。
scard key：返回該集合的元素個數。
srem key value1 value2 ....：刪除集合中的某些元素。
spop key：隨機從該集合中吐出一個值，并刪除該值。
srandmember key n：隨機從該集合中取出n個值。每次取出的值都可能不一樣，并且不會將這些值從集合中刪除。
smove key1 key2 value：將 key1 集合中指定的移出到 key2 集合中。
sinter key1 key2：返回兩個集合的交集元素，即共有的元素集合。
sunion key1 key2：返回兩個集合的并集元素。
sdiff key1 key2：返回兩個集合的差集元素(即只屬于 key1 中的，key2 不包含的元素集合)

4.2、Redis中set類型的數據結構

Set 數據結構是 dict 字典，字典是用哈希表實現的。

Java 中 HashSet 的內部實現使用的是 HashMap，只不過所有的 value 都指向同一個對象。Redis 的 set 結構也是一樣，它的內部也使用 hash 結構，所有的 value 都指向同一個內部值。

5、Hash 數據類型

Redis hash 是一個鍵值對集合。Redis hash是一個 string 類型的 field 和 value 的映射表，hash 特別適合用于存儲對象。類似Java里面的Map<String,Object>

Redis 中每個 hash 可以存儲 2³² - 1 鍵值對（40多億）。

5.1、常用命令

hset key field value：添加名為 key 的 hash 集合，并指定該 hash 中的某個字段 field 賦值為 value
hget key field：獲取 key 集合中的 field 的 value 值
hmset key field1 value1 field2 value2...：批量設置 hash 中 filed 的值
hexists key1 field：查看哈希表 key 中，給定域 field 是否存在。
hkeys key：列出該 hash 集合的所有field
hvals key：列出該hash集合的所有value
hincrby key field num：為哈希表 key 中的指定的 field 字段的 value 值加上增量值 num
hsetnx key field value：將哈希表 key 中的域 field 的值設置為 value ，當且僅當域 field 不存在才會生效，否則不會有效果。

操作示例：

5.2、Redis中hash類型的數據結構

Hash類型對應的數據結構有兩種：ziplist（壓縮列表）、hashtable（哈希表）。當field-value長度較短且個數較少時，使用ziplist，否則使用hashtable。

6、Zset數據類型

Redis 有序集合 zset 與普通集合 set 非常相似，是一個沒有重復元素的字符串集合。不同之處是有序集合的每個成員都關聯了一個評分（score），這個評分被用來按照從最低分到最高分的方式排序集合中的成員。集合的成員是唯一的，但是評分可以是重復的。因為元素是有序的, 所以你也可以很快的根據評分（score）或者次序（position）來獲取一個范圍的元素。

訪問有序集合的中間元素也是非常快的，因此你可以使用 zset 集合作為一個沒有重復成員的有序列表。

6.1、常用命令

zadd key score1 value1 score2 value2 …：將一個或多個元素及其 score 值加入到有序集 key 當中。
zrange key start stop [WITHSCORES]：返回有序集 key 中下標在<start><stop>之間的元素，參數 WITHSCORES 表示輸出時是否需要讓分數和值一起返回。
zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]：返回有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之間(包括等于 min 或 max )的成員。有序集成員按 score 值遞增(從小到大)次序排列。
zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]：同上，改為從大到小排列。
zincrby <key><increment><value>：為元素的score加上增量
zrem <key><value>：刪除該集合下，指定值的元素
zcount <key><min><max>：統計該集合，分數區間內的元素個數
zrank <key><value>：返回該值在集合中的排名，從0開始。