吃透Redis系列（二）：Redis六大数据类型详细用法

Redis系列文章：

吃透Redis系列（一）：Linux下Redis安装

吃透Redis系列（二）：Redis六大数据类型详细用法

吃透Redis系列（三）：Redis管道，发布/订阅，事物，过期时间 详细介绍

吃透Redis系列（四）：布隆（bloom）过滤器详细介绍

吃透Redis系列（五）：RDB和AOF持久化详细介绍

吃透Redis系列（六）：主从复制详细介绍

吃透Redis系列（七）：哨兵机制详细介绍

吃透Redis系列（八）：集群详细介绍

吃透Redis系列（九）：Redis代理twemproxy和predixy详细介绍

吃透Redis系列（十）：Redis内存模型详细介绍

吃透Redis系列（十一）：Jedis和Lettuce客户端详细介绍

我们说 Redis 相对于 Memcache 等其他的缓存产品，有一个比较明显的优势就是 Redis 不仅仅支持简单的key-value类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储。本篇博客我们就将介绍这些数据类型的详细使用以及顺带介绍Redis系统的相关命令用法。

注意：Redis的命令不区分大小写，但是key 严格区分大小写！！！

Redis是单进程，单线程，单实例的，所以，所有操作都是原子性的。

String

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。

Redis 字符串数据类型的相关命令用于管理 redis 字符串值，基本语法如下：

redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME

set 设置值，get查询值

127.0.0.1:6379> set bo 1
OK
127.0.0.1:6379> get bo
"1"

数值操作

• incr key：将 key 中储存的数字值增一
• incrby key increment：将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment）
• incrbyfloat key increment：将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment）
• decr key：将 key 中储存的数字值减一
• decrby key decrement：key 所储存的值减去给定的减量值（decrement）

127.0.0.1:6379> set bo 1
OK
127.0.0.1:6379> get bo
"1"
127.0.0.1:6379> incr bo
(integer) 2
127.0.0.1:6379> decr bo
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incrby bo 100
(integer) 101
127.0.0.1:6379> decrby bo 100
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incrbyfloat bo 100.5
"101.5"

getset：为key设置新值并且返回原值

应用场景：例如：你的系统每当有新用户访问时就用INCR命令操作一个Redis key。你希望每小时对这个信息收集一次。你就可以GETSET这个key并给其赋值0并读取原值。

127.0.0.1:6379> set bo 100
OK
127.0.0.1:6379> getset bo 0
"100"
127.0.0.1:6379> get bo
"0"

mset mget：一次存储或获取多个key对应的值

mset和mget这种批量处理命令，能够极大的提高操作效率。因为一次命令执行所需要的时间=1次网络传输时间+1次命令执行时间，n个命令耗时=n次网络传输时间+n次命令执行时间，而批量处理命令会将n次网络时间缩减为1次网络时间，也就是1次网络传输时间+n次命令处理时间。

但是需要注意的是，Redis是单线程的，如果一次批量处理命令过多，会造成Redis阻塞或网络拥塞（传输数据量大）。

127.0.0.1:6379> mset key1 1 key2 2 key3 3
OK
127.0.0.1:6379> mget key1 key2 key3
1) "1"
2) "2"
3) "3"

常用命令：

命令	描述
set key value	设置指定 key 的值
get key value	获取指定 key 的值
getrange key start end	返回 key 中字符串值的子字符
getset key value	将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)
getbit key offset	对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)
mget key1 key2 …	获取所有(一个或多个)给定 key 的值
setbit key offset value	对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)
setex key seconds value	将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)
setnx key value	只有在 key 不存在时设置 key 的值
setrange key offset value	用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始
strlen key	返回 key 所储存的字符串值的长度
mset key1 value key2 value …	同时设置一个或多个 key-value 对
msetnx key1 value key2 value …	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
psetex key milliseconds value	这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位
incr key	这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位
incrby key increment	将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment）
incrbyfloat key increment	将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment）
decr key	将 key 中储存的数字值减一
decrby key decrement	key 所储存的值减去给定的减量值（decrement）
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 追加到该 key 原来值（value）的末尾

典型使用场景：

1. **计数：**由于Redis单线程的特点，我们不用考虑并发造成计数不准的问题，通过 incrby 命令，我们可以正确的得到我们想要的结果。
2. **限制次数：**比如登录次数校验，错误超过三次5分钟内就不让登录了，每次登录设置key自增一次，并设置该key的过期时间为5分钟后，每次登录检查一下该key的值来进行限制登录。

bitmap

Redis从2.2.0版本开始新增了setbit,getbit,bitcount等几个bitmap相关命令。

注意：虽然是新命令，但是并没有新增新的数据类型，因为setbit等命令只不过是在set上的扩展。还是属于string类型

就是通过一个bit位来表示某个元素对应的值或者状态,其中的key就是对应元素本身。我们知道8个bit可以组成一个Byte，所以bitmap本身会极大的节省储存空间。

常用命令：

命令	描述
setbit key offset value	给一个指定key的值得第offset位 赋值为value(0 or 1)
getbit key offset	返回一个指定key的第offset位二进制信息
bitcount key [start end]	返回一个指定key从start到end的二进制信息
bitpos key tartgetbit [start end]	计算位图指定范围第一个偏移量对应的的值等于targetBit的位置，找不到返回-1，start与end没有设置，则取全部， targetBit只能取0或者1
bitop op destKey key1 [key2…]	做多个BitMap的and（交集）、or（并集）、not（非）、xor（异或）操作并将结果保存在destKey中

使用场景一：用户签到

很多网站都提供了签到功能，并且需要展示最近一个月的签到情况，那么我们就可以用bitmap实现：

用户bo这个月第一天签到，第十天签到，第二十天签到！

然后用bitcount统计出来当月签到几天：

127.0.0.1:6379> setbit bo 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bo 10 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bo 20 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount bo 0 -1
(integer) 3

使用场景二：统计活跃用户

使用时间作为cacheKey，然后用户ID为offset，如果当日活跃过就设置为1。

20200101 用户1和用户2活跃

20200102 用户2和用户3活跃

127.0.0.1:6379> setbit 20200101 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit 20200101 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit 20200102 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit 20200102 3 1
(integer) 0

现在我们要计算1号和2号都活跃过的用户个数怎么办？

我们可以使用bitop op destKey key1 [key2…]做交集

127.0.0.1:6379> bitop and destkey 20200101 20200102
(integer) 1
127.0.0.1:6379> bitcount destkey 0 -1
(integer) 1

Hash

Redis hash 是一个 string 类型的 field（字段） 和 value（值） 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。

hash 是一个键值对集合，是一个 string 类型的 key和 value 的映射表，key 还是key，但是value是一个键值对（key-value）。类比于 Java里面的 Map<String,Map<String,Object>> 集合。

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

实例：

127.0.0.1:6379> hmset user name bobo age 18 sex man
OK
127.0.0.1:6379> hget user name
"bobo"
127.0.0.1:6379> hgetall user
1) "name"
2) "bobo"
3) "age"
4) "18"
5) "sex"
6) "man"

常用命令：

命令	描述
hdel key field1 [field2 …]	删除一个或多个哈希表字段
hexists key field	查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在
hget key field	获取存储在哈希表中指定字段的值
hgetall key	获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
hincrby key field increament	为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment
hincrbyfloat key field increment	为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment
hkeys key	获取所有哈希表中的字段
hlen key	获取哈希表中字段的数量
hmget key field1 [field2…]	获取所有给定字段的值
hmset key field1 value1 [field2 value2…]	同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中
hset key field value	将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value
hsetnx key field value	只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值
hvals key	获取哈希表中所有值
hscan key cursor [match pattern] [count count]	迭代哈希表中的键值对

典型使用场景：

查询的时间复杂度是O(1)，用于缓存一些信息。

list

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)。

一般意义上讲，列表就是有序元素的序列：10,20,1,2,3就是一个列表。但用数组实现的List和用Linked List实现的List，在属性方面大不相同。

Redis lists基于Linked Lists实现。这意味着即使在一个list中有数百万个元素，在头部或尾部添加一个元素的操作，其时间复杂度也是常数级别的。用LPUSH 命令在十个元素的list头部添加新元素，和在千万元素list头部添加新元素的速度相同。

那么，坏消息是什么？在数组实现的list中利用索引访问元素的速度极快，而同样的操作在linked list实现的list上没有那么快。

Redis Lists用linked list实现的原因是：对于数据库系统来说，至关重要的特性是：能非常快的在很大的列表上添加元素。另一个重要因素是，正如你将要看到的：Redis lists能在常数时间取得常数长度。

如果快速访问集合元素很重要，建议使用可排序集合(sorted sets)。可排序集合我们会随后介绍。

list中添加元素

LPUSH命令可向list的左边（头部）添加一个新元素，而RPUSH命令可向list的右边（尾部）添加一个新元素。最后LRANGE命令可从list中取出一定范围的元素:

127.0.0.1:6379> rpush mylist A
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush mylist B
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush mylist first
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"

list中删除元素

还有一个重要的命令是pop,它从list中删除元素并同时返回删除的值。可以在左边或右边操作。

127.0.0.1:6379> rpush mylist a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> rpop mylist
"c"
127.0.0.1:6379> lpop mylist
"a"
127.0.0.1:6379> lpop mylist
"b"
127.0.0.1:6379> rpop mylist
(nil)

常用命令

命令	描述
blpop key1 [key2…] timeout	移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
brpop key1 [key2…] timeout	移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止
brpoplpush source destination timeout	从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
lindex key index	通过索引获取列表中的元素
linsert key before|after pivot value	在列表的元素前或者后插入元素
llen key	获取列表长度
lpop key	移出并获取列表的第一个元素
lpush key value1 [value2…]	将一个或多个值插入到列表头部
lpushx key value	将一个值插入到已存在的列表头部
lrange key start stop	获取列表指定范围内的元素
lrem key count value	移除列表元素
lset key index value	通过索引设置列表元素的值
ltrim key start stop	对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除
rpop key	移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素
rpoplpush source destination	移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回
rpush key value1 [value2…]	在列表中添加一个或多个值
rpushhx key value	为已存在的列表添加值

典型使用场景：

• 栈：通过命令 lpush+lpop
• 队列：命令 lpush+rpop
• 有限集合：命令 lpush+ltrim
• 消息队列：命令 lpush+brpop

set

Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。

Redis 中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。

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)。

特点

• 无序
• 不可重复

添加查询元素

127.0.0.1:6379> sadd myset 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "1"
2) "2"
3) "3"
127.0.0.1:6379> sismember myset 2
(integer) 1

常用命令

命令	描述
sadd key member1 [member2…]	向集合添加一个或多个成员
scard key	获取集合的成员数
sdiff key1 [key2…]	返回第一个集合与其他集合之间的差异
sdiffstore destination key1 [key2…]	返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中
sinter key1 [key2…]	返回给定所有集合的交集
sinterstore destination key1 [key2…]	返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中
sismember key member	判断 member 元素是否是集合 key 的成员
smember key	返回集合中的所有成员
smove source destination member	将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合
spop key	移除并返回集合中的一个随机元素
spandmember key [count]	返回集合中一个或多个随机数
srem key member1 [member2…]	移除集合中一个或多个成员
sunion key1 [key2]	返回所有给定集合的并集
sunionstore destination key1 [key2…]	所有给定集合的并集存储在 destination 集合中
sscan key cursor [match pattern] [count count]	迭代集合中的元素

典型使用场景

利用集合的交并集特性，比如在社交领域，我们可以很方便的求出多个用户的共同好友，共同感兴趣的领域等

sorted set

Redis 有序集合和集合一样也是 string 类型元素的集合,且不允许重复的成员。

不同的是每个元素都会关联一个 double 类型的分数。redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。 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)。

127.0.0.1:6379> zadd bo 1 one
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd bo 3 two
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd bo 6 three
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd bo 2 four
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd bo 5 five
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange bo 0 -1
1) "one"
2) "four"
3) "two"
4) "five"
5) "three"

常用命令

命令	描述
zadd key score1 member1 [score2 member2…]	向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
zcard key	获取有序集合的成员数
zcount key min max	计算在有序集合中指定区间分数的成员数
zincrby key increment member	有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment
zinterstore destination numkeys key [key…]	计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 destination 中
zlexcount key min max	在有序集合中计算指定字典区间内成员数量
zrange key start stop [withscores]	通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员
zrangebylex key min max [limit offset count]	通过字典区间返回有序集合的成员
zrangebyscore key min max [withscores] [limit]	通过分数返回有序集合指定区间内的成员
zrank key member	返回有序集合中指定成员的索引
zren key member [member…]	移除有序集合中的一个或多个成员
zremrangebylex key min max	移除有序集合中给定的字典区间的所有成员
zremrangebyrank key start stop	移除有序集合中给定的排名区间的所有成员
zremrangebyscore key min max	移除有序集合中给定的分数区间的所有成员
zrevrange key start stop [withscores]	返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到低
zrevrangebyscore key max min [withscores]	返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序
zrevrank key member	返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序
zscore key member	返回有序集中，成员的分数值
zunionstore destination numbers key [key…]	计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中
zscan key cursor [match pattern] [count count]	迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值）

典型使用场景：

和set数据结构一样，zset也可以用于社交领域的相关业务，并且还可以利用zset 的有序特性，还可以做类似排行榜的业务

Redis5.0新数据结构-stream

Redis的作者在Redis5.0中，放出一个新的数据结构，Stream。Redis Stream 的内部，其实也是一个队列，每一个不同的key，对应的是不同的队列，每个队列的元素，也就是消息，都有一个msgid，并且需要保证msgid是严格递增的。在Stream当中，消息是默认持久化的，即便是Redis重启，也能够读取到消息。那么，stream是如何做到多播的呢？其实非常的简单，与其他队列系统相似，Redis对不同的消费者，也有消费者Group这样的概念，不同的消费组，可以消费同一个消息，对于不同的消费组，都维护一个Idx下标，表示这一个消费群组消费到了哪里，每次进行消费，都会更新一下这个下标，往后面一位进行偏移。

Redis keys

Redis key值是二进制安全的，这意味着可以用任何二进制序列作为key值，从形如”foo”的简单字符串到一个JPEG文件的内容都可以。空字符串也是有效key值。

Redis keys命令：

命令	描述
del key	该命令用于在 key 存在时删除 key
dump key	序列化给定 key ，并返回被序列化的值
exists key	检查给定 key 是否存在
expire key seconds	为给定 key 设置过期时间，以秒计
expireat key timestamp	expireat的作用和expire类似，都用于为 key 设置过期时间。 不同在于 expireat 命令接受的时间参数是 UNIX 时间戳(unix timestamp)。
pexpire key milliseconds	设置 key 的过期时间以毫秒计
pexpireat key milliseconds-timestamp	设置 key 过期时间的时间戳(unix timestamp) 以毫秒计
keys pattern	查找所有符合给定模式( pattern)的 key
move key db	将当前数据库的 key 移动到给定的数据库 db 当中
persist key	移除 key 的过期时间，key 将持久保持
pttl key	以毫秒为单位返回 key 的剩余的过期时间
ttl key	以秒为单位，返回给定 key 的剩余生存时间(TTL, time to live)
randomkey	从当前数据库中随机返回一个 key
rename key newkey	修改 key 的名称
renamenx key newkey	仅当 newkey 不存在时，将 key 改名为 newkey
scan cursor [match pattern] [count count]	迭代数据库中的数据库键
type key	返回 key 所储存的值的类型

Redis系统相关命令

命令	描述	用法
BGREWRITEAOF	（1）手动触发AOF重写操作，用于减小AOF文件体积	BGREWRITEAOF
BGSAVE	（1）后台异步保存当前数据库的数据到磁盘	BGSAVE
CLIENT KILL	（1）关闭地址为ip:port的客户端（2）由于Redis为单线程设计，因此当当前命令执行完之后才会关闭客户端	CLIENT KILL ip:port
CLIENT LIST	（1）以可读的格式，返回所有连接到服务器的客户端信息和统计数据	CLIENT LIST
CONFIG GET	（1）取得运行中的Redis服务器配置参数（2）支持*	CONFIG GET parameter
CONFIG RESETSTAT	（1）重置INFO命令中的某些统计数据，例如Keyspace hits、Keyspace misses等	CONFIG RESETSTAT
CONFIG REWRITE	（1）对启动Redis时指定的redis.conf文件进行改写	CONFIG REWRITE
CONFIG SET	（1）动态调整Redis服务器的配置而无需重启（2）修改后的配置立即生效	CONFIG SET parameter value
SELECT	（1）切换到指定数据库，数据库索引index用数字指定，以0作为起始索引值（2）默认使用0号数据库	SELECT index
DBSIZE	（1）返回当前数据库的Key的数量	DBSIZE
DEBUG OBJECT	（1）这是一个调试命令，不应当被客户端使用（2）key存在时返回有关信息，key不存在时返回错误	DEBUG OBJECT key
FLUSHALL	（1）清空整个Redis服务器的数据	FLUSHALL
FLUSHDB	（1）清空当前数据库中的所有数据	FLUSHDB
INFO	（1）以一种易于解释且易于阅读的格式，返回Redis服务器的各种信息和统计数值（2）通过给定可选参数section，可以让命令只返回某一部分信息	INFO [section]
LASTSAVE	（1）返回最近一次Redis成功将数据保存到磁盘上的时间，以UNIX时间戳格式表示	LASTSAVE
MONITOR	（1）实时打印出Redis服务器接收到的命令，调试用	MONITOR
SHUTDOWN	（1）停止所有客户端（2）如果至少有一个保存点在等待，执行SAVE命令（3）如果AOF选项被打开，更新AOF文件（4）关闭Redis服务器	SHUTDOWN [SAVE|NOSAVE]