Redis6 六：Redis常用五大数据类型—— 集合Set 、 哈希hash 和 有序集合Zset

3. Redis集合（Set）

3.1 介绍

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

3.2 常用命令

命令	含义
sadd < key> < value1> < value2> …	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
smembers < key>	取出该集合的所有值。
sismember < key>< value>	判断集合< key>是否为含有该< value>值，有1，没有0
scard < key>	返回该集合的元素个数。
srem < key>< value1> < value2> …	删除集合中的某个元素。
spop < key>	随机从该集合中吐出一个值。
srandmember < key> < n>	随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除
smove < source>< destination> value	把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合
sinter < key1> < key2>	返回两个集合的交集元素
sunion < key1> < key2>	返回两个集合的并集元素
sdiff < key1> < key2>	返回两个集合的差集元素(key1中的，不包含key2中的)

3.3 数据结构

Set数据结构是 dict 字典，字典使用哈希表实现的。

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的结构也一样，他的内部也是用hash结构，所有的value都指向同一个内部值。

4. Redis哈希（hash）

4.1 介绍

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：

• 方法一：每次修改用户的某个属性需要，先反序列化改好后再序列化回去。开销比较大。
• 方法二：用户ID数据冗余
• 方法三：通过（用户ID）+field（属性标签）就可以操作对应的属性数据了，既不需要重复存储数据，也不会带来序列化和并发修改控制问题

4.2 常用命令

命令	含义
hset < key> < field> < value>	给 < key>集合中的 < field> 键赋值 < value>
hget < key1>< field>	从< key1>集合< field>取出 value
hmset < key1>< field1>< value1>< field2>< value2>…	批量设置hash的值
hexists< key1>< field>	查看哈希表 key 中，给定域 field 是否存在。
hkeys < key>	列出该hash集合的所有field
hvals < key>	列出该hash集合的所有value
hincrby < key>< field>< increment>	为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1
hsetnx < key>< field>< value>	将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ，当且仅当域 field 不存在

4.3 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hashtable。

5.Redis有序集合（Zset）sorted set

5.1 介绍

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。

5.2 常用命令

命令	含义
zadd < key>< score1>< value1>< score2>< value2>…	将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。
zrange < key>< start>< stop> [WITHSCORES]	返回有序集 key 中，下标在< start>< stop>之间的元素 带WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集。
zrangebyscore key < min> < max> [withscores] [limit offset count]	例：zrangebyscore topn 100 400 withscores limit 0 2 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。 limit 用于分页查询
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]	同上，改为从大到小排列
zincrby < key>< increment>< value>	为元素的score加上增量
zrem < key>< value>	删除该集合下，指定值的元素
zcount < key>< min>< max>	统计该集合，分数区间内的元素个数
zrank < key>< value>	返回该值在集合中的排名，从0开始。

5.3 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表，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。

5.4 跳跃表

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。

（1） 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