Redis(二)： redis的数据结构与指令

一、Redis基本通讯模型

执行过程：发送命令–>执行命令–>返回结果
执行命令：单线程执行，所有命令进入队列，按顺序执行。
单线程快的原因：纯内存访问，单线程避免线程切换和竞争产生资源消耗，RESP协议简单。
问题：如果某个命令执行慢，会造成其他命令的阻塞。

RESP协议
当java程序往Redis发送一个报文时，
例如发送set name james，会把这句指令拼成一个协议包，然后丢给Redis，基于TCP

*3代表有几组数据
$代表接下来跟的指令的长度，set有3个字符，所以是$3

二、数据结构

2.1 字符串

2.1.1 String
字符串类型：实际上可以是字符串（包括XML JSON），
还有数字（整形 浮点数），二进制（图片 音频 视频），最大不能超过512MB

设值命令：
set age 23 ex 10 //10秒后过期 px 10000 毫秒过期
setnx name test //不存在键name时，返回1设置成功；存在的话失败0
set age 25 xx //存在键age时，返回1成功

获值命令：get age //存在则返回value, 不存在返回nil

批量设值：mset country china city beijing
批量获取：mget country city address //返回china beigjin, address为nil
注意：若没有mget命令，则要执行n次get命令

2.1.2 计数
incr age //必须为整数自加1，非整数返回错误，无age键从0自增返回1
decr age //整数age减1
incrby age 2 //整数age+2
decrby age 2//整数age -2
incrbyfloat score 1.1 //浮点型score+1.1
2.1.3 追加
append追加指令：
set name hello; append name world //追加后成helloworld

字符串长度：
set hello “世界”；strlen hello//结果6，每个中文占3个字节

截取字符串：
set name helloworld ; getrange name 2 4//返回 llo

2.2 哈希（Hash）

哈希hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特适合用于存储对象
命令 hset key field value
设值：hset user:1 name james //成功返回1，失败返回0
取值：hget user:1 name //返回james
删值：hdel user:1 age //返回删除的个数
计算个数：hset user:1 name james; hset user:1 age 23;
hlen user:1 //返回2，user:1有两个属性值
批量设值：hmset user:2 name james age 23 sex boy //返回OK
批量取值：hmget user:2 name age sex //返回三行：james 23 boy
判断field是否存在：hexists user:2 name //若存在返回1，不存在返回0
获取所有field: hkeys user:2 // 返回name age sex三个field
获取user:2所有value：hvals user:2 // 返回james 23 boy
获取user:2所有field与value：hgetall user:2 //name age sex james 23 boy值
增加1：hincrby user:2 age 1 //age+1
hincrbyfloat user:2 age 2 //浮点型加2

三种方案实现用户信息存储优缺点

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原生：set user:1:name james;
set user:1:age 23;
set user:1:sex boy;
优点：简单直观，每个键对应一个值
缺点：键数过多，占用内存多，用户信息过于分散，不用于生产环境

将对象序列化存入redis
set user:1 serialize(userInfo);
优点：编程简单，若使用序列化合理内存使用率高
缺点：序列化与反序列化有一定开销，更新属性时需要把userInfo全取出来进行反序列化，更新后再序列化到redis

使用hash类型：
hmset user:1 name james age 23 sex boy
优点：简单直观，使用合理可减少内存空间消耗
缺点：要控制ziplist与hashtable两种编码转换，且hashtable会消耗更多内存erialize(userInfo);

2.3 列表list

用来存储多个有序的字符串，一个列表最多可存2的32次方减1个元素。因为有序，可以通过索引下标获取元素或某个范围内元素列表，列表元素可以重复。

添加命令：

rpush james c b a //从右向左插入cba, 返回值3
lrange james 0 -1 //从左到右获取列表所有元素 返回 c b a
lpush key c b a //从左向右插入cba
linsert james before b teacher //在b之前插入teacher, after为之后，使 用lrange james 0 -1 查看：c teacher b a

查找命令：

lrange key start end //索引下标特点：从左到右为0到N-1
lindex james -1 //返回最右末尾a，-2返回b
llen james //返回当前列表长度
lpop james //把最左边的第一个元素c删除
rpop james //把最右边的元素a删除

2.4 集合set

保存多元素，与列表不一样的是不允许有重复元素，且集合是无序，一个集合最多可存2的32次方减1个元素，除了支持增删改查，还支持集合交集、并集、差集；

集合set的命令

exists user //检查user键值是否存在
sadd user a b c//向user插入3个元素，返回3
sadd user a b //若再加入相同的元素，则重复无效，返回0
smember user //获取user的所有元素,返回结果无序
srem user a //返回1，删除a元素
scard user //返回2，计算元素个数

集合set的使用场景

标签，社交，查询有共同兴趣爱好的人,智能推荐
使用方式：
给用户添加标签：
sadd user:1:fav basball fball pq
sadd user:2:fav basball fball
…

或给标签添加用户
sadd basball:users user:1 user:2
sadd fball:users user:1 user:2
…

计算出共同感兴趣的人：
sinter user:1:fav user2:fav

2.5 有序集合zset

ps:数据库的order by是超耗性能的，是造成慢查询的主要原因。
常用于排行榜，如视频网站需要对用户上传视频做排行榜，或点赞数与集合有联系，不能有重复的成员

2.5.1 有序集合与集合及队列的区别

指令：

zadd key score member [score member…]
zadd user:zan 200 james //james的点赞数1, 返回操作成功的条数1
zadd user:zan 200 james 120 mike 100 lee// 返回3
zadd test:1 nx 100 james //键test:1必须不存在，主用于添加
zadd test:1 xx incr 200 james //键test:1必须存在，主用于修改,此时为300
zadd test:1 xx ch incr -299 james //返回操作结果1，300-299=1
zrange test:1 0 -1 withscores //查看点赞（分数）与成员名
zcard test:1 //计算成员个数， 返回1

排名场景：

zadd user:3 200 james 120 mike 100 lee//先插入数据
zrange user:3 0 -1 withscores //查看分数与成员
zrank user:3 james //返回名次：第3名返回2，从0开始到2，共3名
zrevrank user:3 james //返回0， 反排序，点赞数越高，排名越前

应用场景

排行榜系统，如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜
点赞数：
zadd user:1:20180106 3 mike //mike获得3个赞
再获一赞：
zincrby user:1:20180106 1 mike //在3的基础上加1
用户作弊，将用户从排行榜删掉：
zrem user:1:20180106 mike
展示赞数最多的5个用户：
zrevrangebyrank user:1:20180106 0 4
查看用户赞数与排名：
zscore user:1:20180106 mike zrank user:1:20180106 mike

三、Redis全局命令

1，查看所有键：
keys * set school enjoy set hello world
2，键总数 ：
dbsize //2个键，如果存在大量键，线上禁止使用此指令
3，检查键是否存在：
exists key //存在返回1，不存在返回0
4，删除键：
del key //del hello school, 返回删除键个数，删除不存在键返回0
5，键过期：
expire key seconds //set name test expire name 10,表示10秒过期
ttl key // 查看剩余的过期时间
6，键的数据结构类型：
type key //type hello //返回string,键不存在返回none

四、redis数据库管理

以上内容来自“享学课堂”的课后笔记总结