Redis数据结构介绍及应用场景及基本命令

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一、string--字符串

介绍:

字符串类型实际上可以是字符串 (简单的字符串、复杂的字符串(xml、json)、数字(整数、浮点数)、二进制(图片、音频、视频)), 但最大不能超过512M。String 数据结构是简单的 key-value 类型,value 不仅可以是 String,也可以是数字(当数字类型用 Long 可以表示的时候encoding 就是整型,其他都存储在 sdshdr 当做字符串)。使用 Strings 类型,可以完全实现目前 Memcached 的功能,并且效率更高。还可以享受 Redis 的定时持久化(可以选择 RDB 模式或者 AOF 模式),操作日志及 Replication 等功能。String在redis内部存储默认就是一个字符串,被redisObject所引用,当遇到incr,decr等操作时会转成数值型进行计算,此时redisObject的encoding字段为int。

常用命令:

SET key value    设置key=value
GET key          获得键key对应的值
GETSET key value  设置键的字符串值,并返回旧值
MGET key1 [key2 ...]  得到所有的给定键的值
SETNX key value   设置键的值,只有当该键不存在

应用场景:

缓存功能:存取一个对象,注:键的取名以“业务名:对象名:id:[属性]”,如mysql:employee:1:name;
计数功能:如视频点赞、收藏数的自增、微博粉丝数、微博数
共享Session:如在分布式开发中用于储存用户信息供多个服务器访问
限速:如禁止用户多次发送验证信息

二、hash--哈希

介绍:

在redis中哈希类型是指键本身又是一种键值对结构,如 value={{field1,value1},......{fieldN,valueN}}

在 Memcached 中,我们经常将一些结构化的信息打包成 hashmap,在客户端序列化后存储为一个字符串的值(一般是 JSON 格式),比如用户的昵称、年龄、性别、积分等。这时候在需要修改其中某一项时,通常需要将字符串(JSON)取出来,然后进行反序列化,修改某一项的值,再序列化成字符串(JSON)存储回去。简单修改一个属性就干这么多事情,消耗必定是很大的,也不适用于一些可能并发操作的场合(比如两个并发的操作都需要修改积分)。而 Redis 的 Hash 结构可以使你像在数据库中 Update 一个属性一样只修改某一项属性值。

常用命令:

hset --- 设置key对应的hashMap中的field的value
hget --- 获取key对应的hashMap中的filed的value

eg:
192.168.2.129:6379> hset myhash name zhangsan
(integer) 1
192.168.2.129:6379> hset myhash age 20
(integer) 1
192.168.2.129:6379> hget myhash name
"zhangsan"
192.168.2.129:6379> hget myhash age
"20"
192.168.2.129:6379>

hgetall --- 获取key对应的HashMap中的所有field的value

eg:
192.168.2.129:6379> hgetall myhash
1) "name"
2) "zhangsan"
3) "age"
4) "20"
192.168.2.129:6379>

应用场景:

用一个对象来存储用户信息,商品信息,订单信息等等。

三、list--列表

介绍:

redis的list类型其实就是每个元素都是String类型的双向链表。我们可以从链表的头部和尾部添加或者删除元素。这样的List既可以作为栈,也可以作为队列使用。List 说白了就是链表(redis 使用双端链表实现的 List),相信学过数据结构知识的人都应该能理解其结构。使用 List 结构,我们可以轻松地实现最新消息排行等功能(比如新浪微博的 TimeLine )。List 的另一个应用就是消息队列,可以利用 List 的 *PUSH 操作,将任务存在 List 中,然后工作线程再用 POP 操作将任务取出进行执行。Redis 还提供了操作 List 中某一段元素的 API,你可以直接查询,删除 List 中某一段的元素。

常用命令:

lpush --- 在key对应的list的头部添加一个元素
lrange --- 获取key对应的list的指定下标范围的元素,-1表示获取所有元素。
lpop --- 从key对应的list的尾部删除一个元素,并返回该元素。

eg:
192.168.2.129:6379> lpush newlist news1 news2 news3
(integer) 3
192.168.2.129:6379> lrange newlist 0 -1
1) "news3"
2) "news2"
3) "news1"
192.168.2.129:6379> lpop newlist
"news3"
192.168.2.129:6379> lrange newlist 0 -1
1) "news2"
2) "news1"
192.168.2.129:6379>

应用场景:

如好友队列,粉丝队列,消息队列,最新消息排行,微博 TimeLine等
lpush+lpop=Stack(栈)
lpush+rpop=Queue(队列)
lpush+ltrim=Capped Collection(有限集合)
lpush+brpop=Message Queue(消息队列)

四、set--集合

介绍:

Set 就是一个集合,集合的概念就是一堆不重复值的组合。利用 Redis 提供的 Set 数据结构,可以存储一些集合性的数据。比如在微博应用中,可以将一个用户所有的关注人存在一个集合中,将其所有粉丝存在一个集合。因为 Redis 非常人性化的为集合提供了求交集、并集、差集等操作,那么就可以非常方便的实现如共同关注、共同喜好、二度好友等功能,对上面的所有集合操作,你还可以使用不同的命令选择将结果返回给客户端还是存集到一个新的集合中。

常用命令:

sadd --- 在key对应的set中添加一个元素
smembers --- 获取key对应的set的所有元素
spop --- 随机返回并删除key对应的set中的一个元素

应用场景:

集合有取交集、并集、差集等操作,因此可以求共同好友、共同兴趣、分类标签等。
利用唯一性,可以统计访问网站的所有独立 IP。

五、sorted Set--有序集合

介绍:

和Sets相比,Sorted Sets是将 Set 中的元素增加了一个权重参数 score,使得集合中的元素能够按 score 进行有序排列,比如一个存储全班同学成绩的 Sorted Sets,其集合 value 可以是同学的学号,而 score 就可以是其考试得分,这样在数据插入集合的时候,就已经进行了天然的排序。另外还可以用 Sorted Sets 来做带权重的队列,比如普通消息的 score 为1,重要消息的 score 为2,然后工作线程可以选择按 score 的倒序来获取工作任务。让重要的任务优先执行。

常用命令:

增:zset      
删:zrem  
查所有:zrange 0 -1

应用场景:

按时间排序的时间轴
带有权重的元素,比如一个游戏的用户得分排行榜
比较复杂的数据结构,一般用到的场景不算太多

六、其他功能使用场景

1、订阅--发布系统

Pub/Sub 从字面上理解就是发布(Publish)与订阅(Subscribe),在 Redis 中,你可以设定对某一个 key 值进行消息发布及消息订阅,当一个 key 值上进行了消息发布后,所有订阅它的客户端都会收到相应的消息。这一功能最明显的用法就是用作实时消息系统,比如普通的即时聊天,群聊等功能。

2、事务--Transactions

虽然 Redis 的 Transactions 提供的并不是严格的 ACID 的事务(比如一串用 EXEC 提交执行的命令,在执行中服务器宕机,那么会有一部分命令执行了,剩下的没执行),但是这个 Transactions 还是提供了基本的命令打包执行的功能(在服务器不出问题的情况下,可以保证一连串的命令是顺序在一起执行的,中间有会有其它客户端命令插进来执行)。Redis 还提供了一个 Watch 功能,你可以对一个 key 进行 Watch,然后再执行 Transactions,在这过程中,如果这个 Watched 的值进行了修改,那么这个 Transactions 会发现并拒绝执行。

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