Redis：数据存储类型

五种常用数据类型：string、hash、list、set和sorted_set。

 

redis数据存储格式：

• redis自身是一个Map，其中所有的数据采用key:value形式存储
• 数据类型指的是存储的数据的类型，也就是value部分的类型，key部分永远都是字符串

一、string类型

• 存储的数据：单个数据，最简单的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型
• 存储数据的格式：一个存储空间保存一个数据
• 存储内容：通常使用字符串，如果字符串以整数的形式展示，可以作为数据操作使用

1.1 基本操作

增加/修改数据

set key value

获取数据

get key

删除数据

del key

增加/修改多个数据

mset key1 value1 key2 value2

获取多个数据

mget key1 key2

获取数据字符串长度

strlen key

追加信息到原始信息后部（如果原始信息存在就追加，否则新建）

append key value

1.2 扩展操作

设置数据增加指定范围的值

incr key
incrby key increment
incrbyfloat key increment

设置数据减少指定范围的值

decr key
decr key increment

1.2.1 string作为数值操作

• string在redis内部存储默认是一个字符串，当遇到增减类操作incr，decr是会转成数值型进行计算。按数值进行操作的数据，如果原始数据不能转成数值或者超过redis数值上限将报错
• redis所有操作都是原子性的，采用单线程处理所有的业务，命令时一个个执行的，因此无需考虑并发带来的数据影响

Tips：

• redis用于控制数据库表主键id，为数据库表主键提供生成策略，保障数据库表的主键唯一性
• 此方案适用于所有数据库，且支持数据集群

1.2.2 设置生命周期

设置数据具有指定的生命周期

setex key seconds value
psetex key milliseconds value

Tips：

• redis控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作

1.2.3 存储数据库的值

在redis中存储数据库（如MySQL）的用户信息，以用户主键和属性值为key，后台设定定时刷新策略。

 也可以用json格式存储用户信息，更推荐hash类型，方便修改。

二、hash类型

对象类的存储如果使用string类型或者json格式，更新需求操作会显得笨重。

• 新的存储需求：对一系列存储的数据进行编组，方便管理，典型应用存储对象信息
• 需要的存储结构：一个存储空间保存多个键值对数据
• hash类型：底层使用哈希表结构实现数据存储

hash存储结构优化

• 如果field数量较少，存储结构优化为类数组结构
• 如果filed数量较多，存储结构使用HashMap结构

2.1 基本操作

添加/修改数据

hset key field value

获取数据

#只显示field的value
hget key field

#所有field和value都显示
hgetall key

删除数据

hdel key filed1

添加/修改多个数据

hmset key field1 value1 field2 value2

获取多个数据

hmget key field1 field2

获取哈希表中字段的数量

hlen key

 获取哈希表中是否存在指定的字段

hexists key field

2.2 扩展操作

获取某个哈希类型中所有的字段名或字段值

hkeys key
hvals key

设置指定字段的数据类型增加指定范围的值

hincrby key field increment
hincrbyfloat key field increment

2.3 注意事项

• hash类型下的value只能存储字符串，不允许存储其他数据类型，不存在嵌套现象。如果数据未获取到，对应的值为（nil）
• 每个hash可以存储2^32-1个键值对
• hash类型十分贴近对象的数据存储形式，并且可以灵活添加删除对象属性。但hash设计初衷不是为了存储大量对象而设计的，切记不可滥用，更不可以将hash作为对象列表使用
• hgetall操作可以获取全部属性，如果内部field过多，遍历整体数据效率就会低，有可能成为数据访问的瓶颈

2.4 应用场景

2.4.1 用户购物车信息

电商网站购物车设计与实现：用户id作为key，商品id作为field，商品数量作为value。每个用户肚饿购物车的商品记录保存为一条field。但这种方式并没有保存完整的商品信息。

改进1：

• 每条购物车的商品记录保存为两条field
• field1专用于保存购买数量，命名格式：商品id：nums  保存数据：数值
• field2专用于保存购物车中显示的信息，包括文字描述、图片地址、所属商家等。命名格式：商品id：info  保存数据：json

改进2：不同用户的购物车有相同商品，将商品info单独放在hash，为防止相同商品重复添加：

#如果有key的field字段，则不添加
hsetnx key field value

2.4.2 抢购商品

• 以商家id作为key
• 将参与抢购的商品id作为field，参与抢购的商品数量作为value
• 抢购是使用降值方式控制产品数量

三、list类型

• 数据存储需求：存储多个数据，并对数据进入存储空间的顺序进行区分
• 需要的存储结构：一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现进入顺序
• list类型：保存多个数据，底层使用双向链表存储结构实现

 3.1 基本操作

添加/修改数据

#从左端添加
lpush key value1
#从右端添加
rpush key value1

获取数据

#从左边开始遍历数据，下标start到stop。stop为-1是倒数第一个
lrange key start stop
#从左边开始遍历数据，下标为index的数据
lindex key index
#列表长度
llen key

获取并移除数据

#从左侧移除
lpop key
#从右侧移除
rpop key

3.2 扩展操作

规定时间内获取并移除数据

#指定时间内如果列表有数据则弹出来，没有则等待。超过时间就会结束等待
blpop key1 timeout
brpop key1 timeout
brpoplpush source destination timeout

移除指定数据

#从左往右删除count个值为value的元素
lrem key count value

3.3 注意事项

• list保存的数据都是string类型的，数据总容量有限，最多2^32-1个元素
• list具有索引概念，但是操作数据时通常以队列形式入队出队，或以栈的形式进行入栈出栈
• 获取全部数据操作的结束索引设置为-1
• list可以对数据进行分页操作，通常第一页的信息来自list，第二页及更多信息通过数据库形式加载

Tips：

• redis应用于具有操作先后顺序的数据控制
• redis应用于最新消息展示

4、set类型

• 新的存储请求：存储大量数据，在查询方面提供更高的效率
• 需要的存储结构：能够保存大量的数据，高效的内部存储机制便于查询
• set类型：与hash存储结构完全相同，仅存储键，不存储值（nil），并且值是不允许重复的

 4.1 基本操作

添加数据

sadd key member1 member2

获取全部数据

smembers key

删除数据

srem key member1

 获取集合数据总量

scard key

判断集合是否包含指定数据

sismember key member

4.2 扩展操作

随机获取集合中指定数量的数据

srandmember key count

随机获取集合中的某个数据并将该数据移出集合

spop key

Tips：

• redis应用于随机推荐类信息检索

求两个集合的交、并、差集

sinter key1 key2
sunion key1 key2
#key1有 key2没有的集合
sdiff key1 key2

求两个集合的交、并、差集并存储到指定集合中

#结果存到destination中
sinterstors destination key1 key2
sunionstors destination key1 key2
sdiffstors destination key1 key2

将指定数据从原始集合移动到目标集合中

smove source destination member

Tips：

• redis应用于同类信息的关联搜索，二度关联搜索，深度关联搜索

4.3 注意事项

• set类型不允许数据重复，如果添加的数据在set中已经存在，只保留一份
• set虽然与hash存储结构相同，但是无法启用hash中存储值的空间

Tips：

• redis应用于同类型数据的快速去重
• redis应用于基于黑白名单设定的服务控制

5、sorted_set类型

• 新的存储需求：数据排序有利于数据的有效展示，需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式
• 需要的存储结构：新的存储模式，可以保存可排序的数据
• sorted_set类型：在set的存储结构基础上添加可排序字段

5.1 基本操作 

添加数据

zadd key score1 member1 score2 member2

获取全部数据

zrange key start stop [WITHSCORES]
zrevrange key start stop [WITHSCORES]

删除数据

zrem key member member

按条件获取数据

zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT]
zrevrangebyscore key max min [WITHSCORES]

按条件删除数据

#根据索引获取
zremrangebyrank key start stop
#根据score获取
zremrangebyscore key min max

注意：

• min和max用于限定搜索查询的条件
• start与stop用于限定查询范围，作用与索引，表示开始和结束索引
• offset与count用于限定查询范围，作用于查询结果，表示开始位置和数据总量

获取集合数据总量

zcard key
zcount key min max

集合交、并操作

#numkeys代表集合数量
zinterstore destination numkeys key1 key2...
zunionstore destination numkeys key1 key2...

5.2 扩展操作

获取数据对应的索引（排名）

zrank key member
zrevrank key member

score值获取与修改

zscore key member
zincrby key increment member

Tips：

• redis应用于计数器组合排序功能对应的排名

5.3 注意事项

• score保存的数据存储空间是64位
• score保存的数据也可以是双精度的double值，基于双精度浮点数的特征，可能会丢失精度
• sorted_set底层存储还是基于set结构的，因此数据不能重复，如果重复添加相同的数据，score值将被覆盖，保留最后一次修改的结果

Tips：

• redis应用于定时任务执行顺序管理或任务过期管理
• redis应用于即时任务/消息队列执行管理