Redis五种数据结构介绍

技术标签： redis

redis-Api介绍

一、通用命令(成功返回1,失败返回0)

数据结构和内部编码

单线程
单线程为什么这么快
使用单线程需要注意什么?
String
使用场景

hash
list

set
zset

一、通用命令(成功返回1,失败返回0)

命令	说明	时间复杂度
keys[pattern]	遍历所有key	O(N)
dbsize	获取keys的大小	O(1)
exists	检查key是否存在	O(1)
del key …	删除指定key-value(可多个)	O(1)
expire key second(秒)	key在second秒后过期	O(1)
ttl key	查看key剩余的过期时间,该key有设置过期时间,返回剩余秒数,该key不存在返回-2该key存在并未设置过期时间返回-1	O(1)
persist key	去掉key的过期时间	O(1)
type key	返回key的value类型,若无类型返回none	O(1)

注意:keys命令一般不在生产环境中使用,会造成性能上以及效率问题,毕竟redis它是一个单线程。

演示

127.0.0.1:7777> set hello word
OK
127.0.0.1:7777> set php good
OK
127.0.0.1:7777> set java best
OK
127.0.0.1:7777> keys *
1) "java"
2) "hello"
3) "php"
127.0.0.1:7777> keys p[h]?
1) "php"
127.0.0.1:7777> dbsize
(integer) 3
127.0.0.1:7777> exists php
(integer) 1
127.0.0.1:7777> del php java
(integer) 2
127.0.0.1:7777> keys *
1) "hello"
127.0.0.1:7777> expire hello 20
(integer) 1
127.0.0.1:7777> ttl hello
(integer) 16
127.0.0.1:7777> ttl hello
(integer) 12
127.0.0.1:7777> ttl hellos
(integer) -2
127.0.0.1:7777> persist hello
(integer) 1
127.0.0.1:7777> ttl hello
(integer) -1
127.0.0.1:7777> type hello
string

数据结构和内部编码

图示:

数据结构

例如: hash数据结构中有hashtable和ziplist, 在hashtable达到一定的容量时,会自动转换成ziplist进行压缩。

redisObject

redisObject

单线程

单线程在程序执行时,所在的程序路径按照连续顺序排下来,前面的必须处理好,后面的才会一个一个的执行。

单线程

单线程为什么这么快

纯内存（主要还是纯内存）
非阻塞IO
避免线程切换和竞夺消耗

使用单线程需要注意什么?

1.一次只能运行一条命令

2.拒绝长(慢)命令(以下命令,千万不要在正式环境中使用)

keys
flushall
flushdb
slow lua script
mutil/exec
operate big value(collection)

String

结构

key	value
hello	world
counter	1
bits	101111101110

value可以是字符串(JSON)、数字、二进制

使用场景

缓存
计数器
分布式锁

API

命令	说明	时间复杂度
get key	获取key对应的value	O(1)
set key value	设置key value(不管key是否存在)	O(1)
setnx key value	key不存在,才设置	O(1)
set key value xx	key存在,才设置	O(1)
del key…	删除key-value(可以多个)	O(1)
incr key	key自增1,如果key不存在,自增后get(key) = 1	O(1)
decr key	key自减1,如果key不存在,自减后get(key) = 1	O(1)
incrby key k	key自增k,如果key不存在,自增后get(key) = k	O(1)
decrby key k	key自减k,如果key不存在,自减后get(key) = k	O(1)
mget key1 key2 key3 …	批量获取key,原子操作	O(n)
mset key1 val1 key2 val2 …	批量设置key-value	O(1)
getset key newvalue	set key newvalues设置新的value并返回旧的value	O(1)
append key value	将value追加到旧的value	O(1)
strlen key	返回字符串长度(注意中文,utf-8的有三个字节)	O(1)
incrbyfloat key 3.5	在key对应的value增加3.5	O(1)
getrange key start end	获取字符串指定下标所有的值	O(1)
setrange key index value	获取指定下标所有对应的值	O(1)

演示

127.0.0.1:7777> set hello world
OK
127.0.0.1:7777> get hell
(nil)
127.0.0.1:7777> get hello
"world"
127.0.0.1:7777> del hello
(integer) 1
127.0.0.1:7777> get hello
(nil)
127.0.0.1:7777> get counter
(nil)
127.0.0.1:7777> incr counter
(integer) 1
127.0.0.1:7777> get counter
"1"
127.0.0.1:7777> incrby counter 99
(integer) 100
127.0.0.1:7777> get counter 
"100"
127.0.0.1:7777> decr counter
(integer) 99
127.0.0.1:7777> get counter
"99"
127.0.0.1:7777> decrby counter 100
(integer) -1
127.0.0.1:7777> get counter
"-1"
127.0.0.1:7777> exists php
(integer) 0
127.0.0.1:7777> set php good
OK
127.0.0.1:7777> setnx php bad
(integer) 0
127.0.0.1:7777> set php best xx
OK
127.0.0.1:7777> get php
"best"
127.0.0.1:7777> exists java
(integer) 0
127.0.0.1:7777> setnx java best
(integer) 1
127.0.0.1:7777> set java easy xx
OK
127.0.0.1:7777> get java
"easy"
127.0.0.1:7777> set hello world
OK
127.0.0.1:7777> getset hello php
"world"
127.0.0.1:7777> get hello
"php"
127.0.0.1:7777> append hello ,php
(integer) 7
127.0.0.1:7777> get hello
"php,php"
127.0.0.1:7777> strlen hello
(integer) 7
127.0.0.1:7777> set hello 陈乔雄
OK
127.0.0.1:7777> strlen hello
(integer) 9
127.0.0.1:7777> set count 1
OK
127.0.0.1:7777> get count
"1"
127.0.0.1:7777>incrbyfloat count 2.5
"3.5"
127.0.0.1:7777>set name joemale
OK
127.0.0.1:7777>get name
"joemale"
127.0.0.1:7777>getrange name 0 3
"joem"
127.0.0.1:7777>setrange name 0 h
(integer) 7
127.0.0.1:7777>get name
"hoemale"

n次get操作和1次mget操作的区别

图示:

N次get操作

1次mget操作

实战

记录网络每个用户个人主页访问量

incr userid:pageview -- 主要是redis是单线程,所有无竞争。

缓存视频的基本信息(数据源于mysql)

分布式id生成器(单线程的好处)

分布式id

incr id

hash

哈希键值结构

哈希结构

特点

mapmap
small redis
field不可重复,value可以重复

API

命令	说明	时间复杂度
hget key field	获取hash key对应field的value	O(1)
hset key field value	设置hash key对应field的value	O(1)
hexists key field	判断hash key对应的field是否存在	O(1)
hlen key	获取hash key的field数量	O(1)
hmget key field1 field2 …	获取hash key对应一批的field	O(N)
hmset key field1 value1 field2 value2 …	设置hash key对应一批的field value	O(N)
hgetall key	获取hash key对应所有field value	O(N)
hvals key	获取hash key对应所有field的value	O(N)
hkeys key	获取hash key对应所有field	O(N)
hsetnx key field value	设置hash key对应的field value(如果field已经存在则设置失败)	O(1)
hincrby key field count	设置hash key对应field的value自增count(负数则自减)	O(1)
hincrbyfloat key field floatCount	设置hash key对应field的value自增浮点数floatCount(负数则自减)	O(1)

# 小心使用hgetall(牢记redis是单线程)

演示

127.0.0.1:7777> hset user1 age 26
(integer) 1
127.0.0.1:7777> hset user1 name chenqiaoxiong
(integer) 1
127.0.0.1:7777> hget all user1
(nil)
127.0.0.1:7777> hgetall user1
1) "age"
2) "26"
3) "name"
4) "wujunqi"
127.0.0.1:7777> hdel user1 age
(integer) 1
127.0.0.1:7777> hgetall user1
1) "name"
2) "wujunqi"
127.0.0.1:7777> hget user1 name
"wujunqi"
127.0.0.1:7777> hexists user1 name
(integer) 1
127.0.0.1:7777> hlen user1
(integer) 1
127.0.0.1:7777> hmset user2 name xiaoming age 26
OK
127.0.0.1:7777> hmget user2 name age
1) "xiaoming"
2) "26"
127.0.0.1:7777> hgetall user2
1) "name"
2) "xiaoming"
3) "age"
4) "26"
127.0.0.1:7777> hvals user2
1) "xiaoming"
2) "26"
127.0.0.1:7777> hkeys user2
1) "name"
2) "age"
127.0.0.1:7777> hincrby user age 2
(integer) 2
127.0.0.1:7777> hgetall user2
1) "name"
2) "xiaoming"
3) "age"
4) "26"
127.0.0.1:7777> hincrby user2 age 2
(integer) 28
127.0.0.1:7777> hgetall user2
1) "name"
2) "xiaoming"
3) "age"
4) "28"
127.0.0.1:7777> hincrbyfloat user2 age 2.0
"30"
127.0.0.1:7777> hincrbyfloat user2 age 2.5
"32.5"
127.0.0.1:7777> hgetall user2
1) "name"
2) "xiaoming"
3) "age"
4) "32.5"

list

列表结构

列表结构

特点

有序
可以重复
左右两边插入弹出

API

命令	说明	时间复杂度
rpush key value1 value2 …	从列表右边插入(1-N个)	O(1-N)
lpush key value1 value2 …	从列表左边插入(1-N个)	O(1-N)
linsert key before/after value newValue	在list指定的值前/后插入newValue	O(N)
lpop key	从列表左侧弹出一个item(相当于删除左侧的value)	O(1)
rpop key	从列表右侧弹出一个item(相当于删除右侧的value)	O(1)
lrem key count value	1、count>0则从左到右,删除最多count个value相等项 2、count<0则从右到左,删除最多count个value相等项 count=0则删除所有value相等项	O(N)
ltrim key start end	按照索引范围修剪列表(类似于只保存start end范围的item,其余进行删除)	O(N)
lrange key start end	获取列表指定索引范围所有item(包含end),下标:从右往左算是-1 -2,从左往右算是0 1 2 …	O(N)
lindex key index	获取列表指定索引的item	O(1)
llen key	获取列表长度	O(1)
lset key index newValue	设置列表指定索引值为newValue	O(N)
blpop key timeout	lpop阻塞版本,timeout是阻塞超时时间,timeout=0为永远阻塞	O(1)
brpop key timeout	rpop阻塞版本,timeout是阻塞超时时间,timeout=0为永远阻塞	O(1)

blpop/brpop它是 RPOP 命令的阻塞版本，当给定列表内没有任何元素可供弹出的时候，连接将被 BRPOP 命令阻塞，直到等待超时或发现可弹出元素为止。

演示

127.0.0.1:7777> rpush list1 a b c d
(integer) 4
127.0.0.1:7777> lpush list1 e f g h i
(integer) 9
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
1) "i"
2) "h"
3) "g"
4) "f"
5) "e"
6) "a"
7) "b"
8) "c"
9) "d"
127.0.0.1:7777> linsert list1 before i wu
(integer) 10
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
 1) "chen"
 2) "i"
 3) "h"
 4) "g"
 5) "f"
 6) "e"
 7) "a"
 8) "b"
 9) "c"
10) "d"
127.0.0.1:7777> linsert list1 after i qiao
(integer) 11
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
 1) "chen"
 2) "i"
 3) "qiao"
 4) "h"
 5) "g"
 6) "f"
 7) "e"
 8) "a"
 9) "b"
10) "c"
11) "d"
127.0.0.1:7777> lpop list1
"chen"
127.0.0.1:7777> rpop list1
"d"
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
1) "i"
2) "qiao"
3) "h"
4) "g"
5) "f"
6) "e"
7) "a"
8) "b"
9) "c"
127.0.0.1:7777> lrem list1 1 i
(integer) 1
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
1) "qiao"
2) "h"
3) "g"
4) "f"
5) "e"
6) "a"
7) "b"
8) "c"
127.0.0.1:7777> rpush list1 c c c c c
(integer) 13
127.0.0.1:7777> ltrem list1 -3 c
(error) ERR unknown command 'ltrem'
127.0.0.1:7777> lrem list1 -3 c
(integer) 3
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
 1) "qiao"
 2) "h"
 3) "g"
 4) "f"
 5) "e"
 6) "a"
 7) "b"
 8) "c"
 9) "c"
10) "c"
127.0.0.1:7777> lindex list 0
(nil)
127.0.0.1:7777> lindex list1 0
"qiao"
127.0.0.1:7777> llen list1
(integer) 10
127.0.0.1:7777> lset list 0 chen
(error) ERR no such key
127.0.0.1:7777> lset list1 0 chen
OK
127.0.0.1:7777> lrange list1 0 -1
 1) "chen"
 2) "h"
 3) "g"
 4) "f"
 5) "e"
 6) "a"
 7) "b"
 8) "c"
 9) "c"
10) "c"
127.0.0.1:7777>lpush list2 A a1 a2 a3 a4
(integer)5
127.0.0.1:7777>blpop list2 100
1)"list2"
2)"a4"
127.0.0.1:7777>brpop list2 100
1)"list2"
2)"A"
127.0.0.1:7777>brpop list2 100
(nil)
(100.10s)

应用

1、lpush + lpop = Stack

2、lpush + rpop = Queue

3、lpush + ltrim = Capped Collection

4、lpush + brpop = Message Queue

实战

list_lpush

set

定义

Redis的set是String类型的无序集合,集合成员是唯一的,
这就意味集合中不能出现重复的数据,Redis中集合是通过
哈希码来实现的,所有添加,删除,查找的时间复杂度都是O(1).

特点

无序
无重复
集合间操作

API

集合内的操作

命令	说明	时间复杂度
sadd key element	向集合key添加element(如果element已经存在则添加失败)	O(1)
srem key element	将集合key中的element移除掉	O(1)
scard key	计算集合大小	O(1)
sismember key element	判断element是否在集合中	O(1)
srandmember key count	从集合中随机挑出count元素	O(1)
spop key	从集合中随机弹出一个元素	O(1)
smembers key	获取集合所有元素	O(1)

集合间的操作

命令	说明	时间复杂度
sdiff key1 key2	差集	O(1)
sinter key1 key2	交集	O(1)
sunion key1 key2	并集	O(1)
sdiff/sinter/sunion + store destkey key1 key2	将差集、交集、并集保存在destkey中	O(1)

sdiff/sinter/sunion + store destkey : 将给定(key1 key2)集合之间的差集/交集/并集存储在指定的集合(destkey)中。如果指定的集合 key 已存在，则会被覆盖。

注意

srandmember – 不会破坏集合
spop 会破坏集合
smembers 返回是无序集合,并且要注意量很大的时候会造成阻塞

演示

127.0.0.1:7777> sadd set1 a b c d 
(integer) 4
127.0.0.1:7777> srem set1 a
(integer) 1
127.0.0.1:7777> smembers set1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
127.0.0.1:7777> scard set1
(integer) 3
127.0.0.1:7777> sismember set1 d
(integer) 1
127.0.0.1:7777> srandmember set1 2
1) "d"
2) "b"
127.0.0.1:7777> srandmember set1 2
1) "b"
2) "c"
127.0.0.1:7777> spop set1
"c"
127.0.0.1:7777> smembers set1
1) "d"
2) "b"
127.0.0.1:7777> srem set1 d
(integer) 1
127.0.0.1:7777> smembers set1
1) "b"
127.0.0.1:7777> sadd set1 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:7777> sadd set2 a b c 12 8 9 1 2 
(integer) 8
127.0.0.1:7777> sdiff set1 set2
1) "3"
2) "4"
3) "5"
127.0.0.1:7777> sinter set1 set2
1) "2"
2) "b"
3) "1"
127.0.0.1:7777> sunion set1 set2
 1) "5"
 2) "2"
 3) "4"
 4) "1"
 5) "a"
 6) "8"
 7) "3"
 8) "b"
 9) "9"
10) "12"
11) "c"
127.0.0.1:7777>del set1 set2
(integer)2
127.0.0.1:7777>sadd set1 a b c d
(integer)4
127.0.0.1:7777>sadd set2 d e f g
(integer)4
127.0.0.1:7777>sdiff set1 set2
1) "a"
2) "b"
3) "c"
127.0.0.1:7777>sinter set1 set2
1) "d"
127.0.0.1:7777>sunion set1 set2
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "g"
5) "a"
6) "e"
7) "f"
127.0.0.1:7777>keys *
1) "set1"
2) "set2"
127.0.0.1:7777>sunionstore destkey set1 set2
(integer) 7
127.0.0.1:7777>keys *
1) "set1"
2) "set2"
3) "destkey"
127.0.0.1:7777>smembers destkey
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "g"
5) "a"
6) "e"
7) "f"

实战

抽奖系统,用spop

赞过的文章,收藏过的文章等

标签

TAG

共同关注

应用

sadd = tagging

spop/srandmember = random item

sadd + sinter = social graph

zset

定义

Redis有序集合和集合一样也是String类型元素的集合,且不允许重复的成员,不同的是每个元素

都会关联一个double类型分数,redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序,有序

集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复

API

命令	说明	时间复杂度
zadd key score element	添加score和element	O(logN)
zrem key element(可以是多个)	将集合中的element移除掉	O(1)
zscore key element	返回元素的分数	O(1)
zincrby key increScore element	增加或减少元素的分数(increScore)	O(1)
zcard key	返回元素的总个数	O(1)
zrank key element	返回element元素的索引	O(1)
zrange key start end [WITHSCORES]	返回指定索引范围内的升序元素(分值)	O(logN + m)
zrangebyscore key minScore maxScore	返回指定分数范围内的升序元素	O(logN + m)
zcount key minScore maxScore	返回有序集合内在指定分数范围的个数	O(logN + m)
zremrangebyrank key state end	删除指定排名内的升序元素	O(logN + m)
zremrangebyscore key minScore maxScore	删除指定分数内的升序元素	O(logN + m)
zinterstore desination numbers(表示key的个数) key key1 …	计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合key中
zunionstore desination numbers key key1 …	计算给定的一个或多个有序集的并集,并存储在新的key中

演示

127.0.0.1:7777>zadd myzset 1 v1
(integer) 1
127.0.0.1:7777>zadd myzset 10 v2 20 v3
(integer) 2
127.0.0.1:7777>zscore myzset v2
"10"
127.0.0.1:7777>zrem myzset v2
(integer) 1
127.0.0.1:7777>zincrby myzset 10 v3
"30"
127.0.0.1:7777>zcard myzset
(integer) 2
127.0.0.1:7777>zrank myzset v3
(integer) 1
127.0.0.1:7777>zrange myzset 0 -1
1) "v1"
2) "v2"
127.0.0.1:7777>zadd myzset 10 v2
(integer) 1
127.0.0.1:7777>zrangebyscore myzset 1 10
1) "v1"
2) "v2"
127.0.0.1:7777>zcount myzset 1 10
(integer) 2
127.0.0.1:7777>zremrangebyscore myzset 1 10
(integer) 2
127.0.0.1:7777>zremrangebyrank myzset 0 -1
(integer) 1
127.0.0.1:7777>zrange myzset 0 -1
(empty list or set)
127.0.0.1:7777>zadd myzset1 10 v1 20 v2 30 v3
(integer) 3
127.0.0.1:7777>zadd myzset2 5 v1 25 v2 35 v3 40 v4
(integer) 4
127.0.0.1:7777>zrange myzset1 0 -1 withscores
1) "v1"
2) "10"
3) "v2"
4) "20"
5) "v3"
6) "30"
127.0.0.1:7777>zrange myzset2 0 -1 withscores
1) "v1"
2) "5"
3) "v2"
4) "25"
5) "v3"
6) "35"
7) "v4"
8) "40"
127.0.0.1:7777>zinterstore myzset3 2 myzset1 myzset2
(integer) 3
127.0.0.1:7777>zrange myzset3 0 -1 withscores
1) "v1"
2) "15"
3) "v2"
4) "45"
5) "v3"
6) "65"
127.0.0.1:7777>zunionstore myzset4 2 myzset1 myzset2
(integer) 4
127.0.0.1:7777>zrange myzset4 0 -1 withscore
1) "v1"
2) "15"
3) "v4"
4) "40"
5) "v2"
6) "45"
7) "v3"
8) "65"

应用

各种榜单（score:timestamp, saleCount, followCount)

SCORE

来源：网络

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Redis五种数据结构底层编码

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redis六种底层数据结构 Redis作为一个开源的用C编写的非关系型数据库，基于优秀的CRUD效率，常用于软件系统的缓存，其本身提供了以下五种数据格式： string：字符串 list：列表 hash：散列表 set：无序集合 zset：有序集合 bstring 因为redis使用c语言开发，所以自然没有java和c++的那些字符串类库，在redis中，其自己定义了一种字符串格式，叫做SDS（S...

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