redis数据结构

redis的五种数据结构

字符串、哈希、列表、集合、有序集合。

字符串

常用命令

• nx：key不存在 操作成功 用于新增操作
  • setnx： 当key不存在时才能够设置成功，可以用于实现分布式锁
• xx：key存在 操作成功 用于更新操作
• mset： 批量设置
• mget: 批量获取
  • 批量操作不是无节制的，过多的批量操作可能导致redis或网络阻塞
• incr: 自增操作
  • 返回结果
    • 值不是整数，返回错误。
    • 值为整数，返回自增结果
    • 值不存在，从0开始自增 也就是对一个不存在的值做自增操作 返回1
• incrby：(指定自增数字)、incrbyfloat(自增浮点数 redis 2.6引入)

内部编码

查看编码命令：object encoding key

• int: 8字节的长整型
• embstr:小于等于39字节的字符串
• raw： 大于39字节的字符串

哈希

常用命令

• 设置值
  • hset key field value
  • 提供hsetnx
  • 返回结果
    • 成功：1
    • 失败：0
• 获取值
  • hget key field
• 删除filed
  • hdel key field[field…]
  • 删除一个或多个field
  • 返回结果
    • 成功删除field的个数
• 计算field个数
  • hlen key
• 判断field是否存在
  • hexist key filed
  • 返回结果
    • 存在：1
    • 不存在：0

批量操作

• 批量设置或获取 field-value
  • hmget key field [field …]
  • hmset key field value [field value …]

获取所有

• 获取所有fielde
  • hkeys key
• 获取所有value
  • hvals key
• 获取所有field-value
  • hgetall

内部编码

• ziplist:
  • 哈希类型元素小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512）
  • 所有的值都小于hash-max-ziplist-value时 （默认64字节）
  • ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，内存节省优于hashtable
• hashtable：
  • 当哈希类型无法满足zipList的条件时，redis会使用hashtable作为哈希内部实现，
  • 读写效率下降，时间复杂度O(1);

列表

简介

• 最多存储2^32-1个元素
• 可以对列表两端插入弹出
• 可以获取指定索引下标的元素
• 列表是有序的且元素可重复

常用命令

• rpush
  • 从右往左插入操作 从右边插入元素
• lpush
  • 从左往右插入操作 从左边插入元素
• linsert key before|after xx value
  • 在xx元素的前面或者后面插入元素
• lrang
  • 指定获取索引范围的所有元素
    • 左->右 下标为0到n-1
    • 右->左 下标为-1到-n 取值时会包含end自身
    • 注意
      • lrang在列表两端的性能比较好，但是如果列表较大,获取列表中间范围的元素性能会变差。可以考虑二级拆分，或者使用redis3.2的quicklist内部编码实现。
• lindex
  • 获取指定索引下标元素
  • lindex listkey -1 ：获取listkey的最后一个元素
• llen
  • 获取列表长度
• lpop
  • 左侧弹出
• rpop
  • 右侧弹出
• blpop、brpop
  • 阻塞式弹出
• blpop key [key …] timeout
  • key [key …] ： 多个列表的键
  • timeout：阻塞时间
  • 如果列表为空，等到阻塞时间timeout后返回，如果timeout=0，客户端一直阻塞下去
  • 如果原本为空，在阻塞时间内添加了数据，客户端立即返回
  • 如果列表不为空，客户端会立即返回
  • 注意：
    • brpop如果有多个键 她会从左至右遍历，一旦有一个键能弹出元素，客户端立即返回。
    • 此时有一个客户端向正在操作的list2、list3分别插入元素，会先返回list2的元素，因为list2先有可以弹出的元素。
• ltrem
  • 删除指定元素 会查找某个元素并进行删除
• ltrem key count value
  • cout>0 从左往右 删除最多count个元素
  • count<0 从右往左删除最多count绝对值个元素
  • count=0,删除所有
• ltrim:按索引范围修剪列表，只保留start 到end下标的元素 其他都删除
• ltrim key start end

列表使用

• lpush+lpop 栈
• lpush+rpop 队列
• lpush+ltrim 有限集合
• lpush+brpop 消息队列

内部编码

• ziplist(压缩列表)：
  • 哈希类型元素小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512）
  • 所有的值都小于hash-max-ziplist-value时 （默认64字节）
• linked(链表)：
  • 当列表类型无法满足ziplist的条件是，redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。
• quicklist：
  • redis3.2以后引入了一种新的数据格式quicklist,所有节点都用quicklist存储，省去了临界条件的格式转换，获取中间范围的元素也可以高效的完成。
  • 是linkedlist和ziplist的结合，仍旧可以看作一个双向列表，每个节点都是ziplist,也就是quicklist的每个节点ziplist都能够存储多个数据元素。
  • push
    • 如果当前的节点ziplist能够放入新元素，ziplist的大小没有超过（list-max-ziplist-size),那么直接调用ziplist函数压入。
    • 如果当前的节点ziplist不能放入新元素，则新建一个quicklist节点，新数据插入到新的节点上。

集合

简介

• 最多存储2^32-1个元素，不能有重复成员，无序
• 支持集合内的增删改查，支持多个几个取交集、并集、差集。

常用命令

• 单个集合操作

• sadd
  • 添加元素
• srem
  • 删除元素
• scard
  • 计算元素个数，时间复杂度O(1),不会遍历所有元素，直接使用redis内部变量
• sismember
  • 判断元素是否在集合中
  • 存在返回1
  • 不存在返回0
• srandmember key [count]
  • 随机返回count个元素（元素不会从集合中删除）
  • 默认不指定的话count为1
• spop
  • 从集合中随机弹出一个元素（元素会从集合中删除）
    • 注意
    • 3.2版本以后 spop也支持[count]
• smembers:获取集合所有元素（无序的）
  • 注意：
  • smembers、hgetall、lrang 都属于比较重的命令，元素过多存在阻塞的可能性,可以使用sscan完成

• 集合间的操作
  • sinter key[key …]
    • 多个集合交集
  • sunion key[key …]
    • 多个集合并集
  • sdiff key[key …]
    • 多个集合差集
  • sinterstore destination key [key…]
    • 交集的结果保存 其他的结果保存类似 xxxstore destination key[key…]

内部编码

• intset(整数集合)
  • 当集合中元素都是整数且元素个数小于set-max-inset-entries配置（默认512）， reids会使用intset集合的内部实现减少内存的使用。
• hashtable(哈希表)
  • 当集合类型无法满足intset的条件是，redis内部会使用hahshtable作为集合的内部实现。

使用场景

• 标签，获取用户的相同爱好标签，例如电商用户可以根据用户做不同类型的推荐。
  • sadd
    • 添加标签
  • spop/srandmember
    • 用于生成随机数 比如抽奖
  • sadd+sinter
    • 用于获取社交需求，获取共同好友，共同爱好什么的

有序集合

简介

• 和集合相似，不同的是有序集合的元素可以排序，它给每个元素设置一个分数作为排序的依据。

常用命令

• 单个集合操作
  • zadd key score member [score member …]
    • 添加成员
    • 注意
      • nx：member 必须不存在才能设置成功 添加操作
      • xx: member 必须存在才能操作 更新操作
      • ch:返回此次操作后，有序几个元素和分数发生变化的个数
      • incr:对score做增加，相当于后面介绍的zincrby
      • zadd时间复杂度0（log(n)）
      • sadd的时间复杂度O(1)
  • zcard key
    • 计算成员个数
  • zscore key member
    • 计算某个成员的分数 如果成员不存在 返回nil
  • zrank key member
    • 计算成员的排名(初始值为0,从低到高,zrevrank反之)
  • zrem key member
    • 删除成员
    • 返回成功删除个数
  • zincrby key increment member
    • 增加成员分数
  • zrange key start end [withscores]
    • 返回指定范围的成员
    • 从高到低返回
    • zrevrange反之
    • [withscores]
      • 会返回成员分数
  • zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]
    • 按照分数从到高返回指定分数范围的成员
    • zrevrangebyscore反之
    • [withscores]
      • 会返回成员分数
    • [limit offset count]
      • 限制输出的起始位置和个数
  • zcount key min max
    • 返回指定分数范围成员个数
  • zremrangebyrank key start end
    • 删除指定排名内的升序元素
    • 删除第start到end名的成员（包括start和end排名的元素）
  • zremrangebyscore key start end
    • 删除指定分数范围的成员
• 集合间的操作
  • zinterstore destination numkeys key [key …] [weights weight [weight] …] [aggregate sum|min|max]
    • destination:交集结果保存到这个键
    • numkeys：需要做交集计算键的个数
    • key [key …]：需要做交集计算的键
    • [weights weight [weight] …]：每个键的权重，计算时，每个键中的每个member会将自己的分数乘以这个权重,权重默认为1
    • aggregate sum|min|max：计算成员交集后,分数可以按照sum、min、max做汇总 默认sum
      并集操作可以套用上面的用法
      3.内部编码
      ziplist(压缩列表):当集合元素小于zset-max-ziplist-entries(默认128),
      每个元素的值小于zset-max-ziplist-entries(默认64字节)
      可以有效的减少内存的使用。
      skiplist(跳跃表)：当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现，因此ziplist的读写效率会下降。
      4.使用场景
      各种排行榜（时间、播放量、获赞数）

内部编码

• ziplist(压缩列表)
  • 当集合元素小于zset-max-ziplist-entries(默认128),
  • 每个元素的值小于zset-max-ziplist-entries(默认64字节)
  • 可以有效的减少内存的使用。
• skiplist(跳跃表)
  • 当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现。

使用场景

• 各种排行榜（时间、播放量、获赞数）