Redis的数据结构（详解）

有了上一篇NoSQL的基础，我们也都知道了Redis就是一种典型的NoSql，那我们就先简简单单的介绍一下Redis：

Redis是什么？

Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的使用ANSI C语言编写的高性能键值存储系统，它以键值对（key-value）的形式存储数据，并提供了快速、稳定的数据读写操作。

以下是Redis的一些重要特点和结构：

1. 键值存储：Redis使用键值对来存储数据。每个键都是唯一的，并且可以使用各种不同的数据类型作为值。
2. 数据类型：Redis支持多种数据类型，包括字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）、有序集合（sorted set）等。这些数据类型提供了灵活的数据操作方式。
3. 内存存储：Redis的数据通常存储在内存中，这使得它能够提供非常快的数据读写速度。同时，Redis也支持将数据持久化到硬盘上，以便在重启后恢复数据。
4. 持久化方式：Redis提供了两种持久化方式，即RDB（Redis Database）快照和AOF（Append-Only File）日志。RDB可以在指定时间间隔内将数据集快照存储到硬盘上，而AOF则记录了每个写操作的日志，通过重放日志来恢复数据。
5. 高性能：Redis使用了多种优化技术来提供高性能的数据读写操作。其中包括使用单线程模型、基于内存的操作、异步IO等。

总的来说，Redis是一个高性能、灵活、可靠的键值存储系统，适用于各种场景，如缓存、消息队列、计数器、实时排行榜等。它不仅仅是一个简单的缓存工具，还提供了丰富的数据结构和强大的功能，使得开发人员可以更便捷地构建复杂的应用程序。

Redis的键和值分别是什么？

在Redis中，键和值分别指存储在Redis数据库中的数据对中的两部分。

键是什么？键是用来唯一标识某个数据项的标识符。它是一个字符串，用于将数据存储在Redis中并在需要时检索。键是唯一的，具有相同键的数据项将会被覆盖。

值是什么？值是存储在Redis数据库中与键相关联的实际数据。值可以是不同的数据类型，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。根据不同的数据类型，值可以具有不同的操作和结构。

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总结一下：通过上面的描述，我们知道，Redis的键通常只是String类型，而我们通常所说的Redis的数据类型，其实指的就是Redis的一个键值对的值，值的数据类型时多种多样的。这就是我们要学习Redis数据结构之前需要先了解的最重要的一点。

Redis常用五种数据结构？

1.String类型（字符串）

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

• string：普通字符串

• int：整数类型，可以做自增、自减操作

• float：浮点类型，可以做自增、自减操作

不管是那种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m

String类型的常见命令

key的层级结构

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用':'隔开，格式如下：

我们用：隔开后，会很自然的形成层级结构：

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串（实质还是string类型）后存储：

2.哈希类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

为什么会有这种结构？

因为String结构存储json时是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便，而Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD：

String存json如下：

Hash结构存如下：

并且value中可以有多个字段，优势在于更加灵活，可以操作具体的value中的某个字段，而String不能做到。

Hash类型中的常见命令

3.list列表

Redis中的list类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。即可以支持正向检索也可以支持反向检索。

结构：user(键) 1 2 3(都是值)

值有多个；且是有序的，有索引。

特征也与LinkedList类似

• 有序

• 元素可以重复

• 插入和删除一样块

• 查询速度一般

常用命令：

4.set

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

• 无序

• 元素不可重复

• 查找快

• 支持交集、并集、差集等功能

存储的元素们是无序的，就是不按照添加的顺序，也不重复。

单个集合的操作：

sadd key 元素1，元素2，... 添加元素

srem key 元素 删除元素

smembers key 查看指定key中所有元素

scard key 查看元素数量

sismember key member：判断一个元素是否存在于set中

smembers：获取set中所有元素

多个集合之间的操作：

sinter key1 key2... ：求key1与key2的交集

sdiff key1 key2... ：求key1与key2的差集

sunion key1 key2... ：求key1和key2的并集

5.zset

（sorted set：有序集合）

存储的元素们是可以排序（可以自己指定排序的规则）的set集合，也是不允许重复的。

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表(SkipList)加hash表。SortedSet具备下列特性：

• 可排序

• 元素不重复

• 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

注：member指添加进来的元素。

常见操作：

zadd key score member：添加一个或多个元素到sorted set。同时需要加入分数，这个分数是我们自己加入的。如果已经存在则更新其score值。

zrem key member：删除sorted set中的一个指定元素。

zscore key member：获取key中value指定元素member的score值。

zrank key member：获取key中指定元素member的排名。

zcard key：获取sorted set中的元素个数。

zcount key min max ：统计score值在给定范围内的所有元素的个数。

zincrby key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值。

zrange key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素。

zrangebyscore key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素。

zdiff、zinter、zunion：求差集、交集、并集。

注：上述操作中的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的第一个z字母后面添加REV即可。

总结

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样，以下的类型一般我们都指的是value的类型，键多是String，可能最多只会有什么层级结构；而value是多样的，比如value是set类型，那么存进去的就是多个set元素，相当于value就是一个set集合；再比如value类型是hash类型，就相当于与value中也进行键值对存储，而且可以有多对。

以上就是Redis中常用的数据结构，需要注意的是，上面提及的命令都是需要在控制端输入的，当然我们也可以使用一些可视化工具进行数据的操作。