Summary of redis basics - data types (strings, lists, sets, hashes, sets)

RedisLearn about common data type manipulation commands：
http://www.redis.cn/commands.html
This article mainly introduces five data types,There are three more new data types that will be summarized in another article

Redis键（key）

1.查看当前库所有key (匹配：keys *1)

keys *

2.判断某个key是否存在

exists key

3.查看你的key是什么类型

type key 

4.删除指定的key数据

del key

5.根据value选择非阻塞删除,仅将keys从keyspace元数据中删除,真正的删除会在后续异步操作.

unlink key  

6.为给定的key设置过期时间： 10秒钟：

expire key 10

7.查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期

ttl key 

8.切换数据库：（select + 数字）Database is used by default0,有16个

select 1

9.查看当前数据库的key的数量

dbsize

10.清空当前库

flushdb

11.通杀全部库（删库跑路）

flushall

Redis字符串(String)

简介

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.意味着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,一个Redis中字符串value最多可以是512M

常用命令

1.set <key><value>添加键值对

set name jpl

2.get <key>查询对应键值

get name

3.append <key><value>将给定的<value> 追加到原值的末尾

append name is

4.strlen <key>获得值的长度

strlen name

5.setnx <key><value>只有在 key 不存在时 设置 key 的值

6.incr <key>将 key 中储存的数字值增1
只能对数字值操作,如果为空,新增值为1

7.将 key 中储存的数字值减1

decr  age

只能对数字值操作,如果为空,新增值为-1

9.incrby / decrby <key><步长>将 key 中储存的数字值增减.自定义步长.

10.同时设置一个或多个 key-value对

mset  <key1><value1><key2><value2>  ..... 

mset k12 12 k13 13

11.同时获取一个或多个 value

mget  <key1><key2><key3> .....

mget k12 k13

12.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.

msetnx <key1><value1><key2><value2>  ..... 

13.获得值的范围,类似java中的substring,前包,后包

getrange  <key><起始位置><结束位置>

14.用 <value> 覆写<key>所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始).

setrange  <key><起始位置><value>

15.设置键值的同时,设置过期时间,单位秒.

setex  <key><过期时间><value>

16.以新换旧,设置了新值同时获得旧值.

getset <key><value>

数据结构

String的数据结构为简单动态字符串(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.

如图中所示,内部为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.

Redis列表(List)

简介

单键多值
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）.
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.

常用命令

1.lpush/rpush <key><value1><value2><value3> .... 从左边/右边插入一个或多个值.

2.lrange <key><start><stop>按照索引下标获得元素(从左到右)（0到-1）

3.lpop/rpop <key>从左边/右边吐出一个值.值在键在,值光键亡.

3.rpoplpush <key1><key2>从列表右边吐出一个值,插到列表左边.

4.lindex <key><index>按照索引下标获得元素(从左到右)

5.llen <key>获得列表长度

llen k1

6.linsert <key> before <value><newvalue>在<value>的后面插入<newvalue>插入值

linsert k2 before "v11" "newv11"

7.lrem <key><n><value>从左边删除n个value(从左到右)

lrem k2 1 "newv11"

8.lset<key><index><value>将列表key下标为index的值替换成value

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.

Redis集合(Set)

简介

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是可以自动排重的,当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口,这个也是list所不能提供的.
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).
一个算法,随着数据的增加,执行时间的长短,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变

常用命令

1.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

sadd k1 v1 v2 v3

2.smembers <key>取出该集合的所有值

smembers k1

3.sismember <key><value>判断集合是否为含有该值,有1,没有0

sismember k1 v1

4.scard<key>返回该集合的元素个数.

scard k1

5.srem <key><value1><value2> .... 删除集合中的某个元素.

srem k1 v1 v2

6.spop <key>随机从该集合中吐出一个值.

7.srandmember <key><n>随机从该集合中取出n个值.不会从集合中删除 .

8.smove <source><destination>value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

smove k1 k2 v3

9.sinter <key1><key2>返回两个集合的交集元素.

sinter k2 k3

10.sunion <key1><key2>返回两个集合的并集元素.

sunion k2 k3

11.sdiff <key1><key2>返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)

sdiff k2 k3

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.

Redis哈希(Hash)

简介
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>
用户ID为查找的key,存储的value用户对象包含姓名,年龄,生日等信息,如果用普通的key/value结构来存储
主要有以下2种存储方式：

常用命令

1.hset <key><field><value>给<key>集合中的 <field>键赋值<value>

hset user:1001 id 1

2.hget <key1><field>从<key1>集合<field>取出 value

hget user:1001 id

3.hmset <key1><field1><value1><field2><value2>... 批量设置hash的值

hmset user:1002 id 2 name lbb age 30

4.hexists<key1><field>查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在.

hexists user:1001: id

5.hkeys <key>列出该hash集合的所有field

hkeys user:1002

6.hvals <key>列出该hash集合的所有value

hvals user:1002

7.hincrby <key><field><increment>为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1

hincrby user:1002 age 2

8.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 .

hsetnx user:1002 gender 1

数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种：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hashtabl

Redis有序集合Zset(sorted set)

简介

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（score）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了 .
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,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表.

常用命令

1.zadd <key><score1><value1><score2><value2>…
将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中.

zadd topn 200 java 300 c++ 400 mysql 500 php

2.zrange <key><start><stop> [WITHSCORES]
返回有序集 key 中,下标在 之间的元素
带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集.

zrange topn 0 -1

3.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.

zrangebyscore topn 300 500 withscores

4.zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]
同上,改为从大到小排列.

zrevrangebyscore topn 500 200 withscores

5.zincrby <key><increment><value> 为元素的score加上增量

zincrby topn 50 java

6.zrem <key><value>删除该集合下,指定值的元素

zrem topn java

7.zcount <key><min><max>统计该集合,分数区间内的元素个数

zcount topn 200 300

8.zrank <key><value>返回该值在集合中的排名,从0开始.

zrank topn java

数据结构

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构,一方面它等价于Java的数据结构Map<String, Double>,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序,可以得到每个元素的名次,还可以通过score的范围来获取元素的列表.
zset底层使用了两个数据结构
（1）hash,hash的作用就是关联元素value和权重score,保障元素value的唯一性,可以通过元素value找到相应的score值.
（2）跳跃表,跳跃表的目的在于给元素value排序,根据score的范围获取元素列表.

跳跃表（跳表）

1、简介
有序集合在生活中比较常见,例如根据成绩对学生排名,根据得分对玩家排名等.对于有序集合的底层实现,可以用数组、平衡树、链表等.数组不便元素的插入、删除;平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂;链表查询需要遍历所有效率低.Redis采用的是跳跃表.跳跃表效率堪比红黑树,实现远比红黑树简单.
2、实例
对比有序链表和跳跃表,从链表中查询出51
（1） 有序链表

要查找值为51的元素,需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到.共需要6次比较.
（2） 跳跃表

从第2层开始,1节点比51节点小,向后比较.
21节点比51节点小,继续向后比较,后面就是NULL了,所以从21节点向下到第1层
在第1层,41节点比51节点小,继续向后,61节点比51节点大,所以从41向下
在第0层,51节点为要查找的节点,节点被找到,共查找4次.

从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高