Redis基础知识详解

目录

一、Redis概述。

二、Redis数据类型key键。

1.keys。

2.exists。

3.type。

4.del。

5.expire。

6.ttl。

7.persist。

三、Redis数据类型String。

1.set。

2.get。

3.append。

 4.strlen。

5.setex。

6.setnx。

7.getrange。

 8.setrange。

 9.incr。

10.decr。

11.incrby/decrby key step。 

11.mset。

12.mget。

13.getset。 

四、Redis数据类型List。

1.lpush/rpush。

2.lrange。

3.lpop/rpop。

4.lindex。

5.llen。

6. lrem。

7.linsert。

五、Redis数据类型Set。

1.sadd。

2.smembers。

3.sismember。

4.scard。

5.srem。

6.spop。

7.srandmember。

8.smove。

六、Redis数据类型Hash。

1.hset。 

2.hget 。

3.hmset。

4.hexists。

5.hkeys。 

6.hvals。

7.hincrby。

8.hdel。 

9.hsetnx。

七、Redis数据类型Zset 。

1.zadd。

2.zrange。 

3.zrangebyscore。 

4.zincrby。

5.zrem。

6.zcount。

7.zrank。

八、Redis数据类型_Bitmaps。

1.setbit。

2.getbit。

3.bitcount。

4.bitop。

九、Redis数据类型Geospatia。

1.geoadd。

2.geopos。

 3.geodist。

4.georadius。

十、Redis数据类型Hyperloglog。

1.pfadd。

2.pfcount。 

3.pfmerge。

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一、Redis概述。

Redis是一个字典结构的存储服务器，一个Redis实例提供了多个用来存储数据的字典，客户端可以指定将数据存储在哪个字典中。

这与在一个关系数据库实例中可以创建多个数据库类似（如下图所示），所以可以将其中的每个字典都理解成一个独立的数据库。

 Redis默认支持16个数据库，可以通过调整Redis的配置文件redis/redis.conf中的databases来修改这一个值，设置完毕后重启Redis便完成配置。

因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。

redis 采用网络IO多路复用技术来保证在多连接的时候， 系统的高吞吐量。

二、Redis数据类型key键。

1.keys。

查看当前库中所有的key 。

语法结构：

keys *        

有3个通配符 *, ? ,[]

• *: 通配任意多个字符
• ?: 通配单个字符
• []: 通配括号内的某1个字符

2.exists。

判断某个key是否存在，返回1表示存在，0不存在。

语法结构：

exists key     

例如：

#查看k1是否存在，如果存在返回1

exists k1

# 查看k1 k2 k3是否存在，如果k1 k2存在，k3不存在，则返回2

exists k1 k2 k3

注意：可以设置多个key，只返回存在的个数，但不返回哪一个存在/不存在。

3.type。

查看当前key 所储存的值的类型。返回当前key所储存的值的类型，如string 、list等。

语法结构：

type key    

例如：

#查看k1的类型

type k1

4.del。

删除已存在的key，不存在的 key 会被忽略。

语法结构：

del key     

例如：

可以设置多个key，返回删除成功的个数。

# 删除k1，如果成功返回1，失败返回0

del k1

# 删除k1 k2 k3，如果k1 k2存在，k3不存在，则返回2

del k1 k2 k3

5.expire。

给key设置time秒的过期时间。设置成功返回 1 。 当 key 不存在返回 0。

语法结构：

expire key time     

例如：

# 给k1设置10秒后过期

expire k1 10

6.ttl。

以秒为单位返回 key 的剩余过期时间。

语法结构：

ttl key    

例如：

# 查看k1剩余过期时间

ttl k1

注意：当 key 不存在时，返回 -2 。 当 key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回 -1 。 否则，以秒为单位，返回 key 的剩余生存时间。

7.persist。

移除给定 key 的过期时间，使得 key 永不过期。

语法结构：

persist key     

例如：

# 移除k1的过期时间，使得 k1 永不过期。

persist k1

注意：当过期时间移除成功时，返回 1 。 如果 key 不存在或 key 没有设置过期时间，返回 0 。

三、Redis数据类型String。

String是Redis最基本的类型，一个key对应一个value。String是二进制安全的，意味着String可以包含任何数据，比如序列化对象或者一张图片。String最多可以放512M的数据。

使用场景：

• 计数器
• 统计多单位的数量
• 粉丝数
• 对象缓存存储
• 分布式锁

常用命令：

1.set。

用于设置给定 key 的值。如果 key 已经存储其他值， set 就重写旧值，且无视类型。

语法格式：

set key value    

例如：

set k1 v1

2.get。

用于获取指定 key 的值。如果 key 不存在，返回 nil。

语法格式：

get key   

例如：

get k1

3.append。

将给定的value追加到key原值末尾。

语法格式：

append key value  

#k1后拼接字符串a

APPEND k1 "a"

注意：

• 如果 key 已经存在并且是一个字符串， append 命令将 value 追加到 key 原来的值的末尾。
• 如果 key 不存在， append 就简单地将给定 key 设为 value ，就像执行 set key value 一样。

 4.strlen。

获取指定 key 所储存的字符串值的长度。当 key 储存的不是字符串值时，返回一个错误。

语法格式：

strlen key    

例如：

#查看k1的长度

strlen k1 

5.setex。

给指定的 key 设置值及time 秒的过期时间。如果 key 已经存在， setex命令将会替换旧的值，并设置过期时间。

语法格式：

setex key time value  

例如：

#向Redis中设置一个k1的键值对并且10秒后过期

setex k1 10 v1

6.setnx。

只有在key不存在时设置key的值

语法格式：

setnx key value    

例如：

setnx k1 v1

7.getrange。

获取指定区间范围内的值，类似between........and 的关系

语法格式：

getrange key start end    

例如：

#获取k5字符串2-4位的字符串

getrange k5 2 4

 8.setrange。

设置指定区间范围内的值，并替换

语法格式：

setrange key offset value   

例如：

#从下标1开始设置xxx值，将原有的替换掉

setrange k6 1 xxx

 9.incr。

将 key 中储存的数字值增一。

语法格式： 

incr key   

例如：

#因为Redis中不存在k1，所以先初始化为0，再递增，值为1 

incr k1

incr k1 存在k1，递增后k1的值为2

incr k1

注意：

• 如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，然后再执行 incr 操作。
• 如字符串类型的值不能表示为数字、或者是其他类型，那么返回一个错误。

10.decr。

将 key 中储存的数字值减一。

语法格式：

decr key  

例如：

decr k1 

注意：

• 如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，然后再执行 decr 操作。
• 如字符串类型的值不能表示为数字、或者是其他类型，那么返回一个错误。

11.incrby/decrby key step。 

将key存储的数字值按照step进行增减。

例如：

#k1加10

incrby k1 10

#k1减10

decrby k1 10

注意：

• 如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，然后再执行 incrby/decrby 命令。
• 如字符串类型的值不能表示为数字、或者是其他类型，那么返回一个错误。

12.mset。

同时设置一个或多个 key-value 。

语法格式：

mset key1 value1 key2 value2  

例如：

mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 

13.mget。

返回所有(一个或多个)给定 key 的值。

例如：

mget k1 k2 k3

注意:

如果给定的 key 里面，有某个 key 不存在，那么这个 key 返回特殊值 nil 。

14.getset。 

将给定key值设为value，并返回key的旧值（old value），简单一句话（先get然后立即set）。

例如：

#获取k1的旧值并用wcc替换旧值

getset k1 wcc

四、Redis数据类型List。

List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）。底层是一个双向链表，对两段操作性能极高，通过索引操作中间的节点性能较差。

一个List最多可以包含 $2^{32}-1$个元素 （ 每个列表超过40亿个元素）。

使用场景：

• 消息队列
• 排行榜
• 最新列表

常用命令：

1.lpush/rpush。

从左边（头部）/右边（尾部）插入一个或多个值。

语法格式：

lpush/rpush key1 value1 value2 value3……

例如：

#从左边放入v1 v2 v3

lpush k1 v1 v2 v3

#从右边放入v4 v5 v6

rpush k1 v4 v5 v6

2.lrange。

返回key列表中的start和end之间的元素（包含start和end）。 其中 0 表示列表的第一个元素，-1表示最后一个元素。

语法格式：

lrange key start end  

例如：

#取出列表里前3个值

lrange k1 0 2

#取出列表里全部值

lrange k1 0 -1

3.lpop/rpop。

移除并返回第一个值或最后一个值。

语法格式：

lpop/rpop key   

例如：

lpop k1 

rpop k1 

注意：值在键在，值光键亡。

4.lindex。

获取列表index位置的值(从左开始)。

例如：

lindex k1 0

5.llen。

获取列表长度。

例如：

llen k1

6. lrem。

从左边开始删除与value相同的count个元素。

例如：

#从左边开始删除k1列表中2个v1元素

lrem k1 2 v1

7.linsert。

在列表中value值的前边/后边插入一个new value值（从左开始）。

例如：

#

在v1前面插入一个v5

linsert k1 before v1 v5

8.lset。

将索引为index的值设置为value

例如：

#将索引为0的值设置为a

lset k1 0 a

五、Redis数据类型Set。

与List类似是一个列表功能，但Set是自动排重的，当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。

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、查找的时间复杂度都是O(1)。

使用场景：

• 黑白名单
• 随机展示
• 好友
• 关注人
• 粉丝
• 感兴趣的人集合

常用命令：

1.sadd。

将一个或多个元素添加到集合key中，已经存在的元素将被忽略。

例如：

#向集合中添加值，最终只有v1 v2 v3 v4 v5 v6

sadd k1 v1 v2 v2 v3 v4 v5 v6

2.smembers。

取出该集合的所有元素。

例如：

#取出k1集合中的所有元素。

smembers k1

3.sismember。

判断集合key中是否含有value元素，如有返回1，否则返回0。

例如：

#判断集合k1中是否含有v1元素。

sismember k1 v1

4.scard。

返回该集合的元素个数。

例如：

#返回k1集合的元素个数。

scard k1

5.srem。

删除集合中的一个或多个成员元素，不存在的成员元素会被忽略。

例如：

## 删除v1 v2

srem k1 v1 v2

6.spop。

随机删除集合中一个元素并返回该元素。

例如：

#随机删除k1集合中的一个元素，并返回。

spop k1

7.srandmember。

随机取出集合中count个元素，但不会删除。

例如：

#随机取出集合中的2个元素

srandmember k1 2

8.smove。

将value元素从sourcekey集合移动到destinationkey集合中。

例如：

#将元素v5从集合k1中移动到集合k2

smove k1 k2 v5

注意：

如果 sourcekey集合不存在或不包含指定的 value元素，则 smove 命令不执行任何操作，仅返回 0 。

9.sinter/sunion/sdiff。

返回两个集合的交集/并集/差集元素。

例如：

#返回k1,k2集合的交集

sinter k1 k2 

#返回k1,k2集合的并集

sunion k1 k2

#返回k1,k2集合的差集（k1中的，不包含k2）

sdiff k1 k2

六、Redis数据类型Hash。

Hash是一个键值对的集合。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。

• 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field数量较多，存储结构使用HashMap结构

使用场景：

• 购物车
• 存储对象

常用命令：

1.hset。 

给key集合中的field赋值value。

例如：

语法格式：

hset key field value    

#给user集合中的name赋值test

hset user name test

注意：

• 如果哈希表不存在，一个新的哈希表被创建并进行 HSET 操作。
• 如果字段已经存在于哈希表中，旧值将被重写。

2.hget 。

从key哈希中，取出field字段的值。

语法格式：

hget key field   

例如：

#获取user集合中name的值

hget user name

3.hmset。

批量设置哈希的字段及值。

语法格式：

hmset key field1 value1 field2 value2……  

例如：

hmset user name 张三 age 15 

4.hexists。

判断指定key中是否存在field

语法格式：

hexists key field  

例如：

hexists user name 

注意：

如果哈希表含有给定字段，返回 1 。 如果哈希表不含有给定字段，或 key 不存在，返回 0 。

5.hkeys。 

获取该哈希中所有的field。

例如：

hkeys user

6.hvals。

获取该哈希中所有的value。

hvals user

7.hincrby。

为哈希表key中的field字段的值加上增量increment。

语法格式：

hincrby key field increment  

例如：

hincrby user age 10 

注意：

• 增量也可以为负数，相当于对指定字段进行减法操作。
• 如果哈希表的 key 不存在，一个新的哈希表被创建并执行 hincrby 命令。
• 如果指定的字段不存在，那么在执行命令前，字段的值被初始化为 0 。
• 对一个储存字符串值的字段执行 hincrby 命令将造成一个错误。

8.hdel。 

删除哈希表 key 中的一个或多个指定字段，不存在的字段将被忽略。

例如：

hdel user age

9.hsetnx。

给key哈希表中不存在的的字段赋值 。

例如：

hsetnx user age 10

注意：

• 如果哈希表不存在，一个新的哈希表被创建并进行 hsetnx 操作。
• 如果字段已经存在于哈希表中，操作无效。
• 如果 key 不存在，一个新哈希表被创建并执行 hsetnx 命令。

七、Redis数据类型Zset 。

Zset与Set非常相似，是一个没有重复元素的String集合。不同之处是Zset的每个元素都关联了一个分数（score），这个分数被用来按照从低分到高分的方式排序集合中的元素。集合的元素是唯一的，但分数可以重复。

注意：因为元素是有序的，所以可以根据分数（score）或者次序（position）来获取一个范围内的元素。

使用场景：

• 延时队列
• 排行榜
• 限流

常用命令：

1.zadd。

将一个或多个元素（value）及分数（score）加入到有序集key中。

语法格式：

zadd key score1 value1 score2 value2……  

例如：

zadd k1 100 java 200 c++ 300 python 400 php 

注意：

• 如果某个元素已经是有序集的元素，那么更新这个元素的分数值，并通过重新插入这个元素，来保证该元素在正确的位置上。
• 分数值可以是整数值或双精度浮点数。
• 如果有序集合 key 不存在，则创建一个空的有序集并执行 zadd 操作。

2.zrange。 

返回key集合中的索引start和索引end之间的元素（包含start和end）。

语法格式：

zrange key start end [withscores]   

例如：

#返回集合中所有元素 

zrange k1 0 -1

# 返回集合中所有元素，并携带元素分数

zrange k1 0 -1 withscores

注意：

• 其中元素的位置按分数值递增(从小到大)来排序。 其中 0 表示列表的第一个元素，-1表示最后一个元素。
• withscores是可选参数，是否返回分数。

3.zrangebyscore。 

返回key集合中的分数minscore 和分数maxscore 之间的元素（包含minscore 和maxscore ）。其中元素的位置按分数值递增(从小到大)来排序。

语法格式 ：

zrangebyscore key minscore maxscore [withscores]   

例如：

#返回200-400分之间的元素递增排序 

zrangebyscore k1 200 400

4.zincrby。

为元素value的score加上increment的值。

例如：

#给java元素加上50分

zincrby k1 50 java

5.zrem。

删除该集合下value的元素。

例如：

#删除php
zrem k1 php

6.zcount。

统计该集合在minscore 到maxscore分数区间中元素的个数。

例如：

#

统计100分到300分中间元素的个数

zcount k1 100 300

7.zrank。

返回value在集合中的排名，从0开始。 

例如：

#返回c++排名

zrank k1 c++

八、Redis数据类型_Bitmaps。

在计算机中，用二进制（位）作为存储信息的基本单位，1个字节等于8位。

例如 "abc" 字符串是由 3 个字节组成，计算机存储时使用其二进制表示，"abc"分别对应的ASCII码是97、98、99，对应的二进制是01100001、01100010、01100011，在内存中表示如下：

合理地使用位能够有效地提高内存使用率和开发效率。

Redis提供了Bitmaps这个 “数据结构” 可以实现对位的操作：

使用场景：

• 活跃天数
• 打卡天数
• 登录天数
• 用户签到
• 统计活跃用户
• 统计用户是否在线
• 实现布隆过滤器

 常用命令：

1.setbit。

设置Bitmaps中某个偏移量的值。

语法格式：

例如：

setbit key offset value   

redis中bitmaps可以用来统计用户信息，eg：活跃天数、打卡天数、登录天数

bitmaps位图，都是操作二进制来进行记录，就只有0和1两个状态

getbit sign 1 # 获取第一天的打卡状态

etbit zhangsan:3 1 1 # 往sign中添加数据，第1天打卡

setbit zhangsan:3 2 0 # 第2天未打卡

setbit zhangsan:3 3 1 # 第3天打卡

BITCOUNT sign # 统计所有打卡天数

getbit sign 1 # 获取第一天的打卡状态

2.getbit。

获取Bitmaps中某个偏移量的值。

# 获取偏移量为1的值，结果为1

getbit sign 1

#获取偏移量为99的值（如果偏移量未设置值，则也返回0。），结果为0

getbit sign 99

3.bitcount。

统计字符串被设置为1的bit数量。一般情况下，给定的整个字符串都会被进行统计，可以选择通过额外的start和end参数，指定字节组范围内进行统计（包括start和end），0表示第一个元素，-1表示最后一个元素。

语法格式：

bitcount key [start end]   

例如： 

前提条件：当前存在一个key为k1的bitmaps存储着[00000001,00000001,00000010,00000011]，分别对应[1,1,2,3]。

bitcount num 1 2 统计索引1、2两个字节组中bit=1的数量，即统计00000001,00000010中bit=1的数量，结果为2

bitcount num 1 3 统计索引1、2、3三个字节组中bit=1的数量，即统计00000001,00000010,00000011中bit=1的数量，结果为4

bitcount num 0 -1 统计所有的字节组中bit=1的数量，结果为5

setbit设置或获取的是bit（位）的位置，bitcount计算的是byte（字节）位置。

4.bitop。

将多个bitmaps通过求交集/并集方式合并成一个新的bitmaps。

语法格式：

bitop and/or destkey sourcekey1 sourcekey2……  

例如：

#通过求交集将k1 k2合并成k3

bitop and k3 k1 k2

#通过求并集将k1 k2合并成k3

bitop or k3 k1 k2

九、Redis数据类型Geospatia。

GEO，Geographic,地理信息的缩写。该类型就是元素的二维坐标，在地图上就是经纬度。Redis基于该类型，提供了经纬度设置、查询、范围查询、距离查询、经纬度Hash等常见操作。

使用场景：

• 附近的电影院

• 附近的好友

• 离最近的火锅店

常用命令：

1.geoadd。

用于存储指定的地理空间位置，可以将一个或多个经度(longitude)、纬度(latitude)、位置名称(member)添加到指定的 key 中。

语法格式：

geoadd key longitude latitude member   

# 将北京的经纬度和名称添加到china

geoadd china 116.405285 39.904989 beijing

# 将成都和上海的经纬度、名称添加到china

geoadd china 104.065735 30.659462 chengdu 121.472644 31.231706 shanghai

2.geopos。

从给定的 key 里返回所有指定名称(member)的位置（经度和纬度），不存在的返回 nil。

例如：

#返回china中名称为shanghai和beijing的经纬度

geopos china shanghai beijing

 3.geodist。

用于返回两个给定位置之间的距离。

例如：

# 返回shanghai和beijing之间的距离，结果1067597.9668，单位米

geodist china shanghai beijing

# 返回shanghai和chengdu之间的距离，结果1660.0198，单位是千米

geodist china shanghai chengdu km

4.georadius。

以给定的经纬度（longitude latitude）为中心， 返回键包含的位置元素当中， 与中心的距离不超过给定最大距离（radius ）的所有位置元素。

例如：

#获取经纬度110 30为中心，在china内1200公里范围内的所有元素。

georadius china 110 30 1200 km

十、Redis数据类型Hyperloglog。

在我们做站点流量统计的时候一般会统计页面UV(独立访客:unique visitor)和PV(即页面浏览量：page view)。redis HyperLogLog是用来做基数统计的算法，HyperLogLog的优点是：在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定的、并且使很小的。

基数：比如数据集{1,3,5,7,5,7,8}，那么这个数据集的基数集为{1,3,5,7,8},基数(不重复元素)为5.基数估计就是在误差可接受的范围内，快速计算基数。

使用场景：

• 网站PV统计
• 网站UV统计
• 统计访问量(IP数)
• 统计在线用户数
• 统计每天搜索不同词条的个数
• 统计文章真实阅读数

常用命令：

1.pfadd。

将所有元素参数添加到 Hyperloglog 数据结构中。

例如：

pfadd k1 v1 v2 v3

注意：添加元素到HyperLogLog中，如果内部有变动返回1，没有返回0。

2.pfcount。 

计算Hyperloglog 近似基数，可以计算多个Hyperloglog ，统计基数总数。

例如：

#计算book1的基数，结果为3

pfcount k1

#添加两个元素到book2中

pfadd k2 v3 v4

#统计两个key的基数总数，结果为5

pfcount k1 k2

3.pfmerge。

将一个或多个Hyperloglog（sourcekey1） 合并成一个Hyperloglog （destkey ）。

例如：

#将k1和k2合并成k，结果为5

pfmerge k k1 k2