【Redis基础】redis基础知识总结——数据类型（字符串，列表，集合，哈希，有序集合）

Redis常见数据类型操作命令学习：
http://www.redis.cn/commands.html
本文主要介绍五大数据类型，还有三大新数据类型会在另一篇文章中总结

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）默认使用的是数据库0，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 添加键值对

set name jpl

2.get 查询对应键值

get name

3.append 将给定的 追加到原值的末尾

append name is

4.strlen 获得值的长度

strlen name

5.setnx 只有在 key 不存在时 设置 key 的值

6.incr 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 <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 覆写所储存的字符串值，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 .... 从左边/右边插入一个或多个值。

2.lrange 按照索引下标获得元素(从左到右)（0到-1）

3.lpop/rpop 从左边/右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。

3.rpoplpush 从列表右边吐出一个值，插到列表左边。

4.lindex 按照索引下标获得元素(从左到右)

5.llen 获得列表长度

llen k1

6.linsert before 在的后面插入插入值

linsert k2 before "v11" "newv11"

7.lrem 从左边删除n个value(从左到右)

lrem k2 1 "newv11"

8.lset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 ..... 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 取出该集合的所有值

smembers k1

3.sismember 判断集合是否为含有该值，有1，没有0

sismember k1 v1

4.scard返回该集合的元素个数。

scard k1

5.srem .... 删除集合中的某个元素。

srem k1 v1 v2

6.spop 随机从该集合中吐出一个值。

7.srandmember 随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。

8.smove 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 返回两个集合的交集元素。

sinter k2 k3

10.sunion 返回两个集合的并集元素。

sunion k2 k3

11.sdiff 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
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 给集合中的 键赋值

hset user:1001 id 1

2.hget 从集合取出 value

hget user:1001 id

3.hmset ... 批量设置hash的值

hmset user:1002 id 2 name lbb age 30

4.hexists查看哈希表 key 中，给定域 field 是否存在。

hexists user:1001: id

5.hkeys 列出该hash集合的所有field

hkeys user:1002

6.hvals 列出该hash集合的所有value

hvals user:1002

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

hincrby user:1002 age 2

8.hsetnx 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 …
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 [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 为元素的score加上增量

zincrby topn 50 java

6.zrem 删除该集合下，指定值的元素

zrem topn java

7.zcount 统计该集合，分数区间内的元素个数

zcount topn 200 300

8.zrank 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，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