02-Redis的5大基本类型

1.基本知识：

1.Redis有16个数据库，默认使用的是第0个数据库。

2.Redis是单线程的

• 原因：因为Redis是很快的，而且是基于内存的。所以CPU，多核不是Redis的性能瓶颈，Redis的性能瓶颈收到机器的内存和网络带宽限制。所以既然不受CPU，多核限制，那么干嘛不用单线程呢？

• 为什么单线程那么快：

  误区1：高性能的服务器一定是多线程的。（不一定）

  误区2：多线程一定比单线程效率高。（不一定：因为多线程往往涉及到CPU上下文的切换，这也是很耗时的操作。）

  那么Redis将所有数据都存放在内存中，用单个CPU的一块内存的数据，那么就不会差生CPU的上下文切换的消耗，所以对于内存系统来说，没有上下文切换效率就是最高。所以使用单线程去操作效率就是最高的。

  多次读写都是在一个CPU上，在内存的情况下，单线程就是最佳的方案。

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3.memcached和redis的区别

• memcached支持的数据类型比较单一；redsi支持多种数据类型
• memcached只能在内存操作，不支持持久化；redis技能在内存中运行也能支持持久化
• memcached是多线程+锁；Redis是单线程+多路IO复用

1.4.单线程+多路IO复用：能实现多线程的效果

效率更高，能让CPU发挥出更高的效能。

多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符（Socket）的就绪状态，比如调用select和poll函数，传入多个文件描述符，如果有一个文件描述符就绪，则返回，否则阻塞知道超时。得到就绪状态后进行真正的操作可以在同一个线程里执行，也可以启动线程执行。

2.一些命令

1.可以用select 进行切换数据库。

2.dbsize：数据库大小

3.查看当前数据库所有的key：keys *

4.清空当前库和清空全部

flushall
flushdb

3.五大基本类型

官网参考命令Redis命令

3.1.Redis-key的基本命令

1.存储一个key-value：set name txl

2.获取key对应的值：get name

3.判断key是否存在：exists name

4.移动一个key-value到指定数据库：move name 1移动name到数据库1

5.设置过期时间：expire age 10设置age10s过期

6.ttl：查看剩余时间

7.type：查看数据类型type name

8.删除key

• del key：删除指定的key数据
• unlink key：根据value选择非阻塞删除。当时仅将key从keyspae元数据中删除，真正的刹车农户会在后续异步操作中执行。

3.2.String类型

1.设置key，获取key

• set key1 ttxxll
• get key1

2.追加字符串

• append key1 "666"：如果当前key不存在，相当于set一个key

3.查看key长度

• strlen key1：
  

4.自增，自减：

• incr key
• decr key

	127.0.0.1:6379> set views 0 #views初始值0
	OK
	127.0.0.1:6379> get views
	"0"
	127.0.0.1:6379> incr views #views自增1
	(integer) 1
	127.0.0.1:6379> get views
	"1"
	127.0.0.1:6379> type views
	string
	127.0.0.1:6379> incr views #views自增1
	(integer) 2
	127.0.0.1:6379> incr views #views自增1
	(integer) 3
	127.0.0.1:6379> decr views #views自减1
	(integer) 2
	127.0.0.1:6379> decr views #views自减1
	(integer) 1

5.根据步长变化：

• incrby key10
• decrby views 5

  	127.0.0.1:6379> get views
  	"1"
  	127.0.0.1:6379> incrby views 10 
  	(integer) 11
  	127.0.0.1:6379> get views
  	"11"
  	127.0.0.1:6379> decrby views 5
  	(integer) 6
  	127.0.0.1:6379> get views
  	"6"
  

6.截取字符串的某个范围部分

• getrange key start end：
• getrange key 0 -1：获取整个字符串等价于get key

  127.0.0.1:6379> set key "hellottxxll"
  OK
  127.0.0.1:6379> get key
  "hellottxxll"
  127.0.0.1:6379> getrange key 0 4
  "hello"
  

  

7.替换指定位置的字符串

• setrange key offset value

  

8.setex和setnx

• setex key seconds value：新建一个key并同时设置过期时间

• setnx key value：如果key不存在，创建key；如果存在，不创建。

  

9.批量设置key和批量获得key

• mset k1 v1 k2 v2 k3 v3
• mget k1 k2 k3

  	127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3
  	OK
  	127.0.0.1:6379> keys *
  	1) "k2"
  	2) "k3"
  	3) "k1"
  	127.0.0.1:6379> mget k1 k2 k3
  	1) "v1"
  	2) "v2"
  	3) "v3"
  	127.0.0.1:6379> 
  

10.msetnx k1 v1 k2 v2...：如果都不存在，才会创建。是一个原子性的操作。

10.对象

• 1.用json创建一个user:1对象：set user:1 {name:zhangsan, age:3}

• 2.另一种对象设计：user:{id}:{field}

  127.0.0.1:6379> mset user:2:name txl user:2:age 10
  OK
  127.0.0.1:6379> mget user:2:name user:2:age
  1) "txl"
  2) "10"
  127.0.0.1:6379> 
  

11先获取再设置，不存在值返回null，并创建新值。

• .getset：

12.String类型的使用场景

String类型的value除了是字符串，还可以是数字。

可以用于计数器，来统计一些指标。

3.2.1.String的数据结构

String的数据结构为简单动态字符串。是恶意修改的字符串，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。

如上图所示，内部是为当前字符串实际分配的实际空间capacity，它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；如果长度超过了1M，扩容一次只会增加1M。

需要注意的是字符串最大长度为512M。

3.3.List类型

在Redis里面，我们可以把List玩成栈、队列、阻塞队列…
所有的List命令都是l开头。

1.从左边push值：

• lpush key element [element ...]：lpush name-list txl ttt xxx lll

2.获取值：

• lrange key start end：
• 获取list中的全部值：lrange name-list 0 -1

3.注意：lput顺序和取出的顺序是相反的

4.从右边push：push顺序和取出顺序相同

• rpush mylist a b c d e f g
  

5.移除最左边（几个）元素，移除最右边（几个）元素

• lpop key [count]：移除最左边（几个）元素，参数count默认是1。

  

• rpop key [count]：移除最右边（几个）元素，参数count默认是1。

  

6.获取指定索引位置的元素

• lindex key index
• lindex mylist -1：-1代表直接获取最后一个元素

7.返回列表的长度

• llen key
  

8.移除指定个数的值

• lrem myist count value
• lrem mylist 2 a：从左到右移除两个值a
• lrem mylist -1 a：移除最后一个a

9.将list截断：List会改变

• ltrim mylist 1 4：按照下标将mylist截断，只保留index=1到index=4的部分。

10.移除当前列表的最右端一个元素，并移动到其他list的最左端

• rpoplpush mylist other-list

11.替换list中指定下标的值：相当于更新操作，如果该列表不存在或者索引不存在会报错

• lset key index element
• lset other-list 0 z

12.在一个集合的指定元素的前或后位置插入一个元素

• linsert other-list after z a

• linsert other-list before z a

3.3.1.List底层数据结构

1.单键多值：List是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，可以从头部或者尾部添加。

2.它的底层实际上是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标操作中间的节点性能会较差。

3.List的数据结构：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。
• 当数据量较多时，会将若干个压缩列表ziplist组成一个quicklist。
• 之所以不是把每个元素作为一个节点，而是将若干个元素作为一个ziplist，再将ziplist作为一个链表节点，是为了节省额外指针prev和next的空间占用。
• 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和删除性能，又不会出现太多的冗余空间。

3.4.Set类型

Set中的值不能重复，相关命令都是s开头。

1.添加元素

• sadd myset 1 2 3 4

2.查看set中的所有值

• smembers myset

3.判断某个元素是否在set中

• sismember myset 2：判断myset中是否有元素2

4.获取set的元素个数

• scard myset
  

5.移除具体的若干个元素

• srem myset 1 2：移除myset中的元素1和元素2

6.从set中随机取出若干个元素

• srandmember myset 2：从myset中随机取出2个元素

7.随机删除若干个元素

• spop myset：随机删除1个元素
• spop myset 2：随机删除2个元素

8.移除指定的元素到另一个set中

• smove myset other 2：将myset中的元素2移动到other中

9.计算数学集合

• sdiff myset youset：取myset与youset的myset的差 --> 推荐好友
• sdiff youset myset：取youset与myset的youset的差集 --> 推荐好友
• sunion myset youset：取并集
• sinter myset youset：取交集 --> 共同关注

3.4.1.Set底层数据结构

• Set是Redis提供的一个类似列表的结构，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类型的无需集合。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)。
• Set的底层数据结构式dict字典，字典是用哈希表实现的。类似Java中的HashSet，底层也是HashMap，只不过Java中的HashSet的所有Value都指向同一个对象；Redis中的Set的所有Value都指向一个内部值。

3.5.Hash类型

key-map类型，map本身也是key-value。是一个键值对集合。
相关命令时h开头。

1.创建hash并set值

• hset key field value field value ...
• hset myhash name txl age 1 gender m：设置一个名为myhash的hash，其中有字段name，age，gender。

2.取值

• hget key field
• hget myhash name
• hget myhash age

3.获取多个字段的值

• hmget myhash name age gender id field1 field2

  

4.获取所有的字段和值

• hgetall myhash

5.删除指定的字段

• hdel myhash field1 field2

6.获取指定hash的键值对个数

• hlen myhash

7.判断字段是否存在

• hexists myhash field1

8.只获得所有的key

• hkeys myhash
  

9.只获得所有的values

• hvals myhash
  
  10.一些其他操作

• hincrby myhash age 1：为myhash中的age字段增加1

• hincrby myhash age -1：为myhash中的age字段增加-1

• hsetnx myhash name tttt：如果不存在name字段，才能成功赋值。

3.5.1.Hash的数据结构

Hash类型对应的数据结构式两种：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hashtable。

3.6.ZSet类型

相比Set，在进行add是，要为每个元素设置一个score属性。

1.添加元素

• zadd key socre membr
• zadd my-zset 1 first 2 second

2.查看zset元素

• zrange my-zset 0 1：升序查看

	127.0.0.1:6379> zrange my-zset 0 1
	1) "first"
	2) "second"
	127.0.0.1:6379> zrange my-zset 0 -1
	1) "first"
	2) "second"

• zrevrange salary 0 -1 withscores：降序查看
  

3.指定范围排序：升序

• zadd salary 5000 zhangsan 2000 lisi 3000 wanger：新建一个zset：salary，插入3个值
• zrange salary 0 -1：查看salary中所有元素，默认是按照score升序排列
  
• zrangebyscore salary -inf +inf：将salry中元素按照socre排序，score的范围在(-∞, +∞)
  
• zrangebyscore salary 0 3000：将salry中元素按照socre排序，score的范围在(0, 3000)
  
• zrangebyscore salary -inf +inf withscores：排序的同时，打印结果带上score
  
  4.移除zset中的元素
• zrem salary lisi：移除zset:salary中的lisi元素
  

5.查看zset中的元素个数

• zcard salary

6.计算指定score范围的元素格式

• zcount salary 0 3000：计算score位于0-3000的元素个数

3.6.1.ZSet的数据结构

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

• 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。
• 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：

• 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.图示
  
  实例演示：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。