Redis 基本数据类型及应用场景

redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议，基于内存，可选持久化的键值对 （key-value）存储系统，是跨平台的非关系型数据库；其常用基础数据类型为：String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、Sorted Set（有序集合）等

String（字符串）

string 是 redis 最基本的类型，一个 key 对应一个 value，通过使用 SET 和 GET 命令来设置和取出字符串值，值得注意的是 SET 命令会替换原有 key 存储的数据和数据类型；value 可以存储任何类型的字符串，比如，可以将一个 jpeg 类型的图片存储到 value 中，value 最大能存储 512MB 的数据

编码方式：

• int 编码：保存 long 型的 64 位有符号整数
• embstr 编码：保存长度小于 44 字节的字符串
• raw 编码：保存长度大于 44 字节的字符串

常用指令：

• SET 设置指定 key 的值
• GET 获取指定 key 的值
• SETNX 只有在 key 不存在时设置 key 的值
• INCR 对存储在指定 key 的数值执行原子的加 1 操作，如果指定的key不存在，那么在执行 incr 操作之前，会先将它的值设定为 0
• INCRBY 对存储在指定 key 的数值执行加指定数值操作，如果 key 不存在，操作之前，key 就会被置为 0
• GETSET 对指定 key 设置新值，同时返回旧值

应用场景：

• 常规 key-value 存储
• 常规计数：利用 incr 实现原子计数

127.0.0.1:6379> set name Ansme
OK
127.0.0.1:6379> get name
"Ansme"
127.0.0.1:6379> setnx nxkey 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get nxkey
"1"
127.0.0.1:6379> incr counter
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get counter
"1"
127.0.0.1:6379> incrby counter 10
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get counter
"11"
127.0.0.1:6379> getset counter 5
"11"
127.0.0.1:6379> get counter
"5"

Hash（哈希）

hash 是一个键值(key=>value)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

编码方式：

• ziplist（压缩列表）: 当哈希类型的元素个数小于 hash-max-ziplist-entries 配置（默认512个），同时所有值都小于 hash-maxziplist-value 配置（默认为64字节）
• hashtable（哈希表）: 当哈希类型无法满足 ziplist 要求时

常用指令：

• HMSET 同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中
• HMGET 获取所有给定字段的值
• HSET 将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value
• HGET 获取存储在哈希表中指定字段的值
• HKEYS 获取哈希表中的所有字段
• HVALS 获取哈希表中的所有值
• HEXISTS 查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在
• HDEL 删除一个或多个哈希表字段

应用场景：

• 对象存储：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

127.0.0.1:6379> hmset car brand bwm model m4 color black
OK
127.0.0.1:6379> hkeys car
1) "brand"
2) "model"
3) "color"
127.0.0.1:6379> hmget car brand model color
1) "bwm"
2) "m4"
3) "black"
127.0.0.1:6379> hvals car
1) "bwm"
2) "m4"
3) "black"

List（列表）

list 是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，可以在头部和尾部插入新的元素，同时可以在头部或尾部取出元素

编码方式：

• ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于 list-max-ziplist-entries 配置（默认512个），同时列表中每个元素的值都小于 list-max-ziplist-value 配置时（默认64字节）
• linkedlist（链表）：当列表类型无法满足 ziplist 的条件时

常用指令：

• LPUSH 将一个或多个值插入到列表头部
• LPOP 移出并获取列表的第一个元素
• RPUSH 在列表中添加一个或多个值
• RPOP 移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素
• LRANGE 返回存储在 key 的列表里指定范围内的元素，包含范围最右边的那个元素
• LTRIM 修剪一个已存在的 list，这样 list 就会只包含指定范围的指定元素
• BRPOP 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

应用场景：

• 消息队列：利用 lpush 和 rpop 或者 lpop 和 rpush 实现
• 最新内容：利用 lpush 往列表中插入新元素，然后通过 lrange 获取最新的元素列表

127.0.0.1:6379> lpush cars bmw
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush cars benz
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush cars audi
(integer) 3
127.0.0.1:6379> llen cars
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange cars 0 2
1) "audi"
2) "benz"
3) "bmw"
127.0.0.1:6379> lpop cars
"audi"
127.0.0.1:6379> rpop cars
"bmw"
127.0.0.1:6379> brpop cars 5
1) "cars"
2) "benz"
127.0.0.1:6379> brpop cars 5
(nil)
(5.02s)

Set（集合）

set 是 string 类型的无序集合（没有排序，不重复）

编码方式：

• intset（整数集合）：当集合中的元素都是整数且元素个数小于 set-max-intset-entries 配置（默认512个）
• hashtable（哈希表）：当集合类型无法满足 intset 的条件时

常用指令：

• SADD 添加一个或多个成员到集合
• SREM 从集合中删除一个或多个元素
• SCARD 获取集合中的元素数量
• SDIFF 返回第一个集合与其他集合之间的差异
• SINTER 返回给定所有集合的交集
• SISMEMBER 判断元素是否是集合的成员
• SMEMBERS 返回集合中的所有成员

应用场景：

• 共同好友列表：利用 SINTER 命令即可快速获得给定集合的交集
• 中奖名单：应用去重的特性，确保中奖用户不会重复

127.0.0.1:6379> sadd types string list hash set zset
(integer) 5
127.0.0.1:6379> scard typess
(integer) 0
127.0.0.1:6379> scard types
(integer) 5
127.0.0.1:6379> smembers types
1) "list"
2) "string"
3) "set"
4) "hash"
5) "zset"
127.0.0.1:6379> sismember types array
(integer) 0
127.0.0.1:6379> sismember types list
(integer) 1
127.0.0.1:6379> srem types list
(integer) 1
127.0.0.1:6379> srem types list hash
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers types
1) "zset"
2) "string"
3) "set"
127.0.0.1:6379> sadd typeB string list hash
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sinter types typeB
1) "string"
127.0.0.1:6379> sdiff types typeB
1) "zset"
2) "set"

Sorted Set（有序集合）

SortedSet 也叫 zset 一方面它是个 set，保证了内部 value 的唯一性，另一方面，它可以给每个 value 赋予一个 score，代表这个 value 的排序权重

编码方式：

• ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数小于 zset-max-ziplist-entries 配置（默认128个），同时每个元素的值都小于 zset-max-ziplist-value 配置（默认64字节）时
• skiplist（跳跃表）：当 ziplist 条件不满足时

常用指令：

• ZADD 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
• ZREM 从有序集合中删除一个或多个元素
• ZRANK 确定有序集合中元素的索引
• ZCARD 获取有序集合的成员数
• ZCOUNT 计算在有序集合中指定区间分数的成员数
• ZRANGE 通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员
• ZREVRANGE 通过索引返回有序集中指定区间内的成员，分数从高到低
• ZRANGEBYSCORE 通过分数返回有序集合指定区间内的成员
• ZREVRANGEBYSCORE 通过分数返回有序集合指定区间内的成员，分数从高到低

应用场景：

• 直播礼物榜单：zset 可以实现动态的排行榜，例如可以用来存储直播礼品榜单，可以使用 value 存储粉丝 ID，使用 score 存储粉丝礼品数量，从而实现礼品榜单
• 成绩排行榜： 使用 value 存储学生 ID，使用 score 存储学生成绩，实现成绩排名

127.0.0.1:6379> zadd scores 100 ansme 98 bob 99 lily 90 lucy
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zrange scores 0 5
1) "lucy"
2) "bob"
3) "lily"
4) "ansme"
127.0.0.1:6379> zrevrange scores 0 5
1) "ansme"
2) "lily"
3) "bob"
4) "lucy"

（如有错误，欢迎指正）