Redis7 （三） 基本数据类型之Hash

• 参考视频教程：Redis零基础到进阶，最强redis7教程
• 官网：Redis
• 参考命令：redis 命令手册
• 参考书籍：Redis设计与实现-黄健宏-微信读书

我们都知道 Redis 提供了丰富的数据类型，常见的有五种：String（字符串），Hash（哈希），List（列表），Set（集合）、Zset（有序集合）。

一 基本认识

1.1 基本概述

• Hash：是一个键值对（key-value）集合
• Redis hash 是一个 string 类型的 field（字段） 和 value（值） 的映射表，hash 特别适合用于存储对象，Redis 中每个 hash 可以存储 232 - 1 键值对（40多亿）

1.2 常用命令

Hash（哈希散列）是 Redis 基本数据类型，值value 中存储的是 hash 表。Hash 特别适合用于存储对象。常用的命令：

命令	说明
HDEL	用于删除哈希表中一个或多个字段
HEXISTS	用于判断哈希表中字段是否存在
HGET	获取存储在哈希表中指定字段的值
HGETALL	获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
HINCRBY	为存储在 key 中的哈希表指定字段做整数增量运算
HKEYS	获取存储在 key 中的哈希表的所有字段
HLEN	获取存储在 key 中的哈希表的字段数量
HSET	用于设置存储在 key 中的哈希表字段的值
HVALS	用于获取哈希表中的所有值

:::info

• Redis Hset 命令用于为存储在 key 中的哈希表的 field 字段赋值 value 。
• 如果哈希表不存在，一个新的哈希表被创建并进行 HSET 操作。
• 如果字段（field）已经存在于哈希表中，旧值将被覆盖。
• 从 Redis 4.0 起，HSET 可以一次设置一个或多个 field/value 对。
  :::

# HSET KEY_NAME FIELD VALUE ：将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。
> hset person username xioami
(integer) 1
#  HGET KEY_NAME FIELD_NAME :获取存储在哈希表中指定字段的值。
> hget person username
"xioami"
> hset person age 10
(integer) 1
> hget person age
"10"
# 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
> hgetall person
1) "username"
2) "xioami"
3) "age"
4) "10"
> 

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批量使用
:::

# 批量设置
> hmset student name xiaoxue age 10 school xiaomi
"OK"
# 批量获取
> hmget student name age
1) "xiaoxue"
2) "10"
# 批量删除
> hdel student name
(integer) 1
> hmget student name
1) "null"

:::info
基本方法
:::

# 获取数量
> hlen person
(integer) 2
#  为哈希表 key 中 field 键的值加上增量 increment
> HINCRBY student age 10
(integer) 20
> hget student age
"20"
# 是否存在
> HEXISTS student age
(integer) 1
# 所有的key
> hkeys student
1) "age"
2) "school"
# 所有的value
> HVALS student
1) "20"
2) "xiaomi"

1.3 基本数据结构

Hash 类型的底层数据结构是由压缩列表或哈希表实现，但是在最新 Redis 版本中，压缩列表数据结构已经废弃了，交由 listpack 数据结构来实现了。

1.3.1 压缩列表

• 压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一

• 当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用压缩列表来做列表键的底层实现。

• 当一个哈希键只包含少量键值对，比且每个键值对的键和值要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用压缩列表来做哈希键的底层实现。
  :::info
  构成
  :::

• 压缩列表是Redis为了节约内存而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型（sequential）数据结构。

• 一个压缩列表可以包含任意多个节点（entry），每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。

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解释
:::

• 列表zlbytes属性的值为0x50（十进制80），表示压缩列表的总长为80字节
• 列表zltail属性的值为0x3c（十进制60），这表示如果我们有一个指向压缩列表起始地址的指针p，那么只要用指针p加上偏移量60，就可以计算出表尾节点entry3的地址
• 列表zllen属性的值为0x3（十进制3），表示压缩列表包含三个节点
• 列表zlbytes属性的值为0xd2（十进制210），表示压缩列表的总长为210字节
• 列表zltail属性的值为0xb3（十进制179），这表示如果我们有一个指向压缩列表起始地址的指针p，那么只要用指针p加上偏移量179，就可以计算出表尾节点entry5的地址
• 列表zllen属性的值为0x5（十进制5），表示压缩列表包含五个节点

1.3.2 哈希表

代码

typedef struct dictht {
    //哈希表数组
    dictEntry **table;
    //哈希表大小
    unsigned long size;
    //哈希表大小掩码，用于计算索引值
    //总是等于size-1
    unsigned long sizemask;
    //该哈希表已有节点的数量
    unsigned long used;
} dictht;

• table属性是一个数组，数组中的每个元素都是一个指向dict.h/dictEntry结构的指针，每个dictEntry结构保存着一个键值对
• size属性记录了哈希表的大小，也即是table数组的大小
• used属性则记录了哈希表目前已有节点（键值对）的数量。
• sizemask属性的值总是等于size-1，这个属性和哈希值一起决定一个键应该被放到table数组的哪个索引上面

哈希表节点使用dictEntry结构表示，每个dictEntry结构都保存着一个键值对
:::info
哈希表节点
:::

typedef struct dictEntry {
    //键
    void *key;
    //值
    union{
        void *val;
        uint64_tu64;
        int64_ts64;
    } v;
    //指向下个哈希表节点，形成链表
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

• key属性保存着键值对中的键，而v属性则保存着键值对中的值，其中键值对的值可以是一个指针，或者是一个uint64_t整数，又或者是一个int64_t整数
• next属性是指向另一个哈希表节点的指针，这个指针可以将多个哈希值相同的键值对连接在一次，以此来解决键冲突（collision）的问题

1.4 应用场景

参考文章：谈谈Redis五种数据结构及真实应用场景 - 雨点的名字 - 博客园
Redisson分布式锁
Redisson在实现分布式锁的时候，内部的用的数据就是hash而不是String。因为Redisson为了实现可重入加锁机制。所以在hash中存入了当前线程ID。
购物车列表
以_用户id为key_，商品id为field，商品数量为value，恰好构成了购物车的3个要素，如下图所示。

这里涉及的命令如下

hset cart:{用户id} {商品id} 1  # 添加商品

hincrby cart:{用户id} {商品id} 1 # 增加数量

hlen cart:{用户id} # 获取商品总数

hdel cart:{用户id} {商品id} # 删除商品

hgetall cart:{用户id} #获取购物车所有商品

说明:当前仅仅是将商品ID存储到了Redis中,在回显商品具体信息的时候,还需要拿着商品id查询一次数据库。
缓存对象
hash类型的 (key, field, value) 的结构与对象的(对象id, 属性, 值)的结构相似，也可以用来存储对象。
在介绍String类型的应用场景时有所介绍，String + json也是存储对象的一种方式，那么存储对象时，到底用String + json还是用hash呢？
两种存储方式的对比如下表所示。

|
| string + json | hash |
| — | — | — |
| 效率 | 很高 | 高 |
| 容量 | 低 | 低 |
| 灵活性 | 低 | 高 |
| 序列化 | 简单 | 复杂 |

一般对象用string + json存储，对象中某些频繁变化的属性可以考虑抽出来用hash存储。