【Redis学习笔记一】Redis特点、基础命令和数据结构

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• 更新时间：2018-10-15

Redis的特性

• 速度快
• 持久化（断电不丢数据）
• 多种数据结构
• 支持多种客户端语言
• 功能丰富
• 操作简单
• 主从复制
• 高可用，分布式

Redis的通用命令

• keys：计算键

  key * # 遍历所有key

  keys命令支持正则匹配，如keys h*表示便利店以h开头的所有key。

  因为redis是单线程，keys命令一般不在生产环境中使用。

  keys *怎么用？

  • 热备从节点
  • scan

• dbsize：计算key的总数

  dbsize

  时间复杂度是O(1)，可以在线上随意使用

• exists：判断key是否存在

  exists key

  时间复杂度是O(1)，存在返回1，不存在返回0

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• del：删除指定的key，可以同时删除多个

  del key

  成功删除返回1，如果key不存在返回0

• expire：给key设置过期时间

  expire key seconds

• ttl：查看剩余过期时间

  tth key

  返回-2表明key已经不存在，被删除了；返回-1表明key存在，但没有设置过期时间

• persist：撤销过期时间

  persist key

• type：返回key的类型

  type key

  时间复杂度

  命令	时间复杂度
  keys	O(n)
  dbsize	O(1)
  del	O(1)
  exists	O(1)
  expire	O(1)
  type	O(1)

数据结构和内部编码

数据结构

• string

  • 结构和命令

    • 可以是“字符串”、“数字”、“二进制”
    • value limited：Up to 512MB

  • 使用场景

    • 缓存
    • 计数器
    • 分布式锁

  • 常用命令

    get key

    • mget key1 key2 ...：批量获取key，原子操作
    • mset key1 value1 key2 value2 ...：批量设置key-value

    set key

    • set key value：不管key是否存在，都设置
    • setnx key value：key不存在时才设置
    • set key value xx：key存在时才设置

    del key

    incr：自增1

    decr：与incr相反

    incrby：自增k

    decrby：与incrby相反

  • 查缺补漏

    • getset key newvalue：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：返回字符串的长度（注意中文，每个中文占2个字节），O(1)
    • incrbyfloat key 1.1：自增浮点数，自减时设置负值就ok
    • getrange key start end：获取字符串指定下标的所有值
    • setrange key index value：设置指定下标多有对应的值

  命令	复杂度
  set key value	O(1)
  get key	O(1)
  del key	O(1)
  setnx or setxx	O(1)
  incr or decr	O(1)
  mget or mset	O(n)

• hash

  • 特点
    • 键值结构：key field value
  • 常用命令
    • hget key field：获取hash key对应field的value，O(1)
    • hset key field：设置hash key对应field的value，O(1)
    • hdel key field：删除hash key对应field的value，O(1)
    • hexists key field：判断hash key是否有field，O(1)
    • hlen key：获取hash key field的数量
    • hmget key field1 field2 ...：批量获取hash key的一批field对应的值，O(n)
    • hmset key1 field1 key2 field2...：批量设置hash key的一批field value，O(n)
  • 查缺补漏
    • hsetnx key field value：设置hash key对应field的value，如果field已经存在，则失败，O(1)
    • hincrby key field intCounter：hash key对应的field的value自增intCounter，O(1)
    • hincrbyfloat key field floatCountry：hincrby浮点数版，O(1)

• list

  • 特点

    • 有序
    • 可重复
    • 左右两边插入弹出

  • 常用命令

    • rpush key value1 value2...：从列表右边插入值

    • lpush key value1 value2...：从列表左边插入值

    • linsert key before|after value newValue：在列表指定的值前|后插入值

    • lpop key：从左边弹出元素

    • rpop key：从右边弹出元素

    • lrem key count value ：根据count的值，从列表中删除所有value相等的项，O(n)

      （1）count>0，从左到右，删除最多count个value相等的项

      （2）count<0，从右到左，删除最多count个value相等的项

      （3）count=0，删除所有value相等的项

    • ltrim key start end：按照索引范围修建列表

    • lrange key start end：获取列表指定索引范围所有item，包含end

    • lindex key index：获取列表索引对应的value

    • llen key：获取列表长度

    • lset key index newValue：设置列表指定索引值为newValue

  • 查缺补漏

    • blpop key timeout：lpop 阻塞版本，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为永远不阻塞，O(1)
    • brpop key timeout：rpop阻塞版本，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为永远不阻塞，O(1)

  • Tips

    • LPUSH + LPOP = Stack
    • LPUSH + RPOP = Queue
    • LPUSH + LTRIM = Capped Collection
    • LPUSH + BRPOP = Message Queue

• set

  • 特点
    • 无序
    • 不重复
  • 常用命令
    • 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 user:1:follow：计算集合大小
    • sismember user:1:follow it：判断it是否在集合中
    • srandmember user:1:follow count：从集合中随机挑count个元素，不会破坏集合
    • smembers：取出集合中的所有元素，返回结果是无序的，小心使用，容易阻塞redis
    • spop user:1:follow：从集合中随机弹出一个元素，会破坏集合
    • sdiff user:1:follow user:2:follow：求两个集合的差集
    • sinter user:1:follow user:2:follow：求两个集合的交集
    • sunion user:1:follow user:2:follow：求两个集合的并集
    • sdiff|sinter|sunion + store destkey...：将差集、交集、并集的结果保存在destkey中

• zset

  • 特点
    • 无重复元素
    • 有序
    • score + element
  • 常用命令
    • zadd key score element：添加score和element，可以是多对，O(logN)
    • zrem key element：删除元素，O(1)
    • zscore key element：获取score，O(1)
    • zincrby key increScore element：增加或减少元素的score
    • zcard key：返回元素总个数，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 [WITHSCORES]：返回指定分数范围内的升序元素[分值]，O(logN+m)
    • zcount key minScore maxScore：返回有序集合内在指定分数范围内的个数，O(logN+m)
    • zremrangebyrank key start end：删除置顶排名的升序元素，O(logN+m)
    • zremrangebyscore key minScore maxScore：删除置顶分数内的升序元素，O(logN+m)
  • 查缺补漏
    • zrevrank：zrank的倒序
    • zrevrange：zrange的倒序
    • zrevrangebyscore：zrangebyscore的倒序
    • zinterstore：有序集合的交集
    • zunionstore：有序集合的并集

• 记录网站访问量

  incr userid:pageview

  hincrby user:1:info pageview count

单线程架构

redis是单线程架构，命令是串行的，上一个命令执行完了才会执行下一条命令。

• 单线程为什么这么快？

  1.纯内存：内存的响应速度快（主要原因）

  2.非阻塞IO

  3.避免前程切换和竟态消耗

单线程

• 拒绝长命令，如：keys，flushall，flushdb，slow lua script，multi/exec，operate big value
• redis其实不是完全单线程
  • fysnc file descriptor
  • close file descriptor