Redis 五大数据类型（一）

NoSQL数据库

NoSQL 数据库概述

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即“不仅仅是 SQL”，泛指非关系型的数据库。
NoSQL 不依赖业务逻辑方式存储，而以简单的 key-value 模式存储。因此大大的增加了
数据库的扩展能力。
不遵循 SQL 标准。
不支持 ACID。
远超于 SQL 的性能。

NoSQL 适用场景

对数据高并发的读写
海量数据的读写
对数据高可扩展性的

NoSQL 不适用场景

需要事务支持
基于 sql 的结构化查询存储，处理复杂的关系,需要即席查询。

NoSQL 常见数据库

Memcache

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Redis

Untitled

MongoDB

Untitled

Redis 概述

Redis 简介

Redis 是一个开源的 key-value 存储系统。
和 Memcached 类似，它支持存储的 value 类型相对更多，包括 string (字符串)、list (链表)、set (集合)、zset (sorted set –有序集合) 和 hash（哈希类型）。
这些数据类型都支持 push/pop、add/remove 及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。
在此基础上，Redis 支持各种不同方式的排序。
与 memcached 一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。
区别的是 Redis 会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件。
并且在此基础上实现了 master-slave (主从) 同步。

应用场景

高频次，热门访问的数据，降低数据库 IO。
分布式架构，做 session 共享。

Untitled

Redis 数据类型

Redis 键 (key)

keys *：查看当前库所有 key

exists key：判断某个 key 是否存在

type key：查看你的 key 是什么类型

del key ：删除指定的 key 数据

unlink key：根据 value 选择非阻塞删除，仅将 keys 从 keyspace 元数据中删除，真正的删除会在后续异步操作

expire key 10 ：为给定的 key 设置过期时间

ttl key：查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期

select：命令切换数据库

dbsize：查看当前数据库的 key 的数量

flushdb：清空当前库

flushall：通杀全部库

127.0.0.1:6379> ping  #查看当前连接是否正常，正常返回PONG
PONG
127.0.0.1:6379> clear  #清除当前控制台（为了更好的看到下面输入的命令）
127.0.0.1:6379> keys *  #查看当前库里所有的key
1) "db"
127.0.0.1:6379> FLUSHALL  #清空所有库的内容
OK
127.0.0.1:6379> keys * 
(empty array)
127.0.0.1:6379> set name dingdada  #添加一个key为‘name’ value为‘dingdada’的数据
OK
127.0.0.1:6379> get name  #查询key为‘name’的value值
"dingdada"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> set name1 dingdada2
OK
127.0.0.1:6379> get name1
"dingdada2"
127.0.0.1:6379> keys *  #查看当前库里所有的key
1) "name1"
2) "name"
127.0.0.1:6379> EXISTS name  #判断当前key是否存在
(integer) 1
127.0.0.1:6379> move name 1  #移除当前库1的key为‘name‘的数据
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name1"
127.0.0.1:6379> FLUSHALL  #再次清空所有库的内容
OK

## 多加几条数据 下面测试设置key的过期时间
127.0.0.1:6379> set name dingdada
OK
127.0.0.1:6379> set name1 dingdada1
OK
127.0.0.1:6379> set name2 dingdada2
OK
127.0.0.1:6379> EXPIRE name 15  #设置key为’name‘的数据过期时间为15秒 单位seconds
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name  #查看当前key为’name‘的剩余生命周期时间
(integer) 13
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 12
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 11
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 8
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 6
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ttl name  #如若返回-2，证明key已过期
(integer) -2
127.0.0.1:6379> get name    #再次查询即为空
(nil)
127.0.0.1:6379> type name1
string
127.0.0.1:6379>

Redis 字符串 (String)

概述

String 是 Redis 最基本的类型，你可以理解成与 Memcached 一模一样的类型，一个 key 对应一个 value。
String 类型是二进制安全的。意味着 Redis 的 string 可以包含任何数据。比如 jpg 图片或者序列化的对象。
String 类型是 Redis 最基本的数据类型，一个 Redis 中字符串 value 最多可以是 512M。

常用命令

set <key><value>：添加键值对

get <key>：查询对应键值

append <key><value>：将给定的追加到原值的末尾

strlen <key>：获得值的长度

setnx <key><value>：只有在 key 不存在时，设置 key 的值

incr <key>：将 key 中储存的数字值增 1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为 1（具有原子性）

decr <key>：将 key 中储存的数字值减 1，只能对数字值操作，如果为空，新增值为 -1

incrby/decrby <key><步长>：将 key 中储存的数字值增减。自定义步长

mset <key1><value1><key2><value2> ：同时设置一个或多个 key-value 对

mget <key1><key2><key3>...：同时获取一个或多个 value

msetnx <key1><value1><key2><value2>... ：同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在；如果有一个key存在，设置就会失效

getrange <key><起始位置><结束位置>：获得值的范围

setrange <key><起始位置><value>：用覆写所储存的字符串值

setex <key><过期时间><value>：设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。

getset <key><value>：以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

①添加、查询、追加、获取长度，判断是否存在的操作

127.0.0.1:6379> set name dingdada  #插入一个key为‘name’值为‘dingdada’的数据
OK
127.0.0.1:6379> get name  #获取key为‘name’的数据
"dingdada"
127.0.0.1:6379> get key1
"hello world!"
127.0.0.1:6379> keys *  #查看当前库的所有数据
1) "name"
127.0.0.1:6379> EXISTS name  #判断key为‘name’的数据存在不存在，存在返回1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS name1  #不存在返回0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> APPEND name1 dingdada1  #追加到key为‘name’的数据后拼接值为‘dingdada1’，如果key存在类似于java中字符串‘+’，不存在则新增一个，类似于Redis中的set name1 dingdada1 ，并且返回该数据的总长度
(integer) 9
127.0.0.1:6379> get name1
"dingdada1"
127.0.0.1:6379> STRLEN name1  #查看key为‘name1’的字符串长度
(integer) 9
127.0.0.1:6379> APPEND name1 ,dingdada2  #追加，key存在的话，拼接‘+’，返回总长度
(integer) 19
127.0.0.1:6379> STRLEN name1
(integer) 19
127.0.0.1:6379> get name1
"dingdada1,dingdada2"
127.0.0.1:6379> set key1 "hello world!"  #注意点：插入的数据中如果有空格的数据，请用“”双引号，否则会报错！
OK
127.0.0.1:6379> set key1 hello world!  #报错，因为在Redis中空格就是分隔符，相当于该参数已结束
(error) ERR syntax error
127.0.0.1:6379> set key1 hello,world!  #逗号是可以的
OK

②自增、自减操作

127.0.0.1:6379> set num 0  #插入一个初始值为0的数据
OK
127.0.0.1:6379> get num
"0"
127.0.0.1:6379> incr num  #指定key为‘num’的数据自增1，返回结果  相当于java中 i++
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get num  #一般用来做文章浏览量、点赞数、收藏数等功能
"1"
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 2
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get num
"3"
127.0.0.1:6379> decr num  #指定key为‘num’的数据自减1，返回结果  相当于java中 i--
(integer) 2
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 1
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decr num  #可以一直减为负数~
(integer) -1
127.0.0.1:6379> decr num  #一般用来做文章取消点赞、取消收藏等功能
(integer) -2
127.0.0.1:6379> decr num
(integer) -3
127.0.0.1:6379> INCRBY num 10  #后面跟上by  指定key为‘num’的数据自增‘参数（10）’，返回结果
(integer) 7
127.0.0.1:6379> INCRBY num 10
(integer) 17
127.0.0.1:6379> DECRBY num 3  #后面跟上by  指定key为‘num’的数据自减‘参数（3）’，返回结果
(integer) 14
127.0.0.1:6379> DECRBY num 3
(integer) 11

③截取、替换字符串操作

#截取
127.0.0.1:6379> set key1 "hello world!"
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"hello world!"
127.0.0.1:6379> GETRANGE key1 0 4  #截取字符串，相当于java中的subString，下标从0开始，不会改变原有数据
"hello"
127.0.0.1:6379> get key1
"hello world!"
127.0.0.1:6379> GETRANGE key1 0 -1  #0至-1相当于 get key1，效果一致，获取整条数据
"hello world!"
#替换
127.0.0.1:6379> set key2 "hello,,,world!"
OK
127.0.0.1:6379> get key2
"hello,,,world!"
127.0.0.1:6379> SETRANGE key2 5 888  #此语句跟java中replace有点类似，下标也是从0开始，但是有区别：java中是指定替换字符，Redis中是从指定位置开始替换，替换的数据根据你所需替换的长度一致，返回值是替换后的长度
(integer) 14
127.0.0.1:6379> get key2
"hello888world!"
127.0.0.1:6379> SETRANGE key2 5 67  #该处只替换了两位
(integer) 14
127.0.0.1:6379> get key2
"hello678world!"

④设置过期时间、不存在设置操作

#设置过期时间，跟Expire的区别是前者设置已存在的key的过期时间，而setex是在创建的时候设置过期时间
127.0.0.1:6379> setex name1 15  dingdada  #新建一个key为‘name1’，值为‘dingdada’，过期时间为15秒的字符串数据
OK
127.0.0.1:6379> ttl name1  #查看key为‘name1’的key的过期时间
(integer) 6
127.0.0.1:6379> ttl name1
(integer) 5
127.0.0.1:6379> ttl name1
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ttl name1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ttl name1  #返回为-2时证明该key已过期，即不存在
(integer) -2
#不存在设置
127.0.0.1:6379> setnx name2 dingdada2  #如果key为‘name2’不存在，新增数据，返回值1证明成功
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name2
"dingdada2"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name2"
127.0.0.1:6379> setnx name2 "dingdada3"  #如果key为‘name2’的已存在，设置失败，返回值0，也就是说这个跟set的区别是：set会替换原有的值，而setnx不会，存在即不设置，确保了数据误操作~
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get name2
"dingdada2"

⑤mset、mget操作

127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3  #插入多条数据
OK
127.0.0.1:6379> keys *  #查询所有数据
1) "k2"
2) "k3"
3) "k1"
127.0.0.1:6379> mget k1 k2 k3  #查询key为‘k1’，‘k2’，‘k3’的数据
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"
127.0.0.1:6379> MSETNX k1 v1 k4 v4  #msetnx是一个原子性的操作，在一定程度上保证了事务！要么都成功，要么都失败！相当于if中的条件&&（与）
(integer) 0
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k2"
2) "k3"
3) "k1"
127.0.0.1:6379> MSETNX k5 v5 k4 v4  #全部成功
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k2"
2) "k4"
3) "k3"
4) "k5"
5) "k1"

⑥添加获取对象、getset操作

#这里其实本质上还是字符串，但是我们讲其key巧妙的设计了一下。
##mset student:1:name  student 相当于类名，1 相当于id，name 相当于属性
#如果所需数据全部这样设计，那么我们在java的业务代码中，就不需要关注太多的key
#只需要找到student类，下面哪个id，需要哪个属性即可，减少了代码的繁琐，在一定程度上可以理解为这个一个类的对象！
127.0.0.1:6379> mset student:1:name dingdada student:1:age 22  #新增一个key为‘student:1:name’，value为‘dingdada ’。。等数据
OK
127.0.0.1:6379> keys *  #查看所有的key
1) "student:1:age"
2) "student:1:name"
127.0.0.1:6379> mget student:1:age student:1:name  #获取数据
1) "22"
2) "dingdada"

##getset操作
127.0.0.1:6379> getset name1 dingdada1  #先get再set，先获取key，如果没有，set值进去，返回的是get的值
(nil)
127.0.0.1:6379> get name1
"dingdada1"
127.0.0.1:6379> getset name1 dingdada2  ##先获取key，如果有，set（替换）最新的值进去，返回的是get的值
"dingdada1"
127.0.0.1:6379> get name1  #替换成功
"dingdada2"

原子性

所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；

这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。

在单线程中，能够在单条指令中完成的操作都可以认为是”原子操作”，因为中断只能发生于指令之间。
在多线程中，不能被其它进程（线程）打断的操作就叫原子操作。

Redis 单命令的原子性主要得益于 Redis 的单线程。

数据结构

String 的数据结构为简单动态字符串 (Simple Dynamic String, 缩写 SDS)，是可以修改的字符串，内部结构实现上类似于 Java 的 ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。

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如图中所示，内部为当前字符串实际分配的空间 capacity 一般要高于实际字符串长度 len。当字符串长度小于 1M 时，扩容都是加倍现有的空间，如果超过 1M，扩容时一次只会多扩 1M 的空间。需要注意的是字符串最大长度为 512M。

Redis 列表（List)

概述

单键多值：Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。
它的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

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常用命令

lpush/rpush <key><value1><value2><value3> ....：从左边/右边插入一个或多个值。

lpop/rpop <key>：从左边/右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。

rpoplpush <key1><key2>：从列表右边吐出一个值，插到列表左边。

lrange <key><start><stop>：按照索引下标获得元素（从左到右）

lrange mylist 0 -1 0：左边第一个，-1右边第一个，（0 -1表示获取所有）

lindex <key><index>：按照索引下标获得元素（从左到右）

llen <key>：获得列表长度

linsert <key> before/after <value><newvalue>：在的前面/后面插入插入值

lrem <key><n><value>：从左边删除 n 个 value（从左到右）

lset<key><index><value>：将列表 key 下标为 index 的值替换成 value

① lpush（左插入）、lrange（查询集合）、rpush（右插入）操作

#lpush
127.0.0.1:6379> lpush list v1  #新增一个集合
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush list v2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush list v3
(integer) 3
#lrange
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1  #查询list的所有元素值
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"
127.0.0.1:6379> lpush list1 v1 v2 v3 v4 v5  #批量添加集合元素
(integer) 5
127.0.0.1:6379> LRANGE list1 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
5) "v1"
###这里大家有没有注意到，先进去的会到后面，也就是我们的lpush的意思是左插入，l--left
#rpush
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 1  #指定查询列表中的元素，从下标零开始，1结束，两个元素
1) "v3"
2) "v2"
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 0  #指定查询列表中的唯一元素
1) "v3"
127.0.0.1:6379> rpush list rv0  #右插入，跟lpush相反，这里添加进去元素是在尾部！
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1  #查看集合所有元素
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"
4) "rv0"
##联想：这里我们是不是可以做一个，保存的记录值（如：账号密码的记录），
每次都使用lpush，老的数据永远在后面，我们每次获取 0 0 位置的元素，是不是相当于更新了
数据操作，但是数据记录还在？想要查询记录即可获取集合所有元素！

② lpop（左移除）、rpop（右移除）操作

#lpop
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
5) "v1"
127.0.0.1:6379> lpop list  #从头部开始移除第一个元素
"v5"
##################
#rpop
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
4) "v1"
127.0.0.1:6379> rpop list #从尾部开始移除第一个元素
"v1"
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1  
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"

③ lindex（查询指定下标元素）、llen（获取集合长度）操作

#lindex
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
127.0.0.1:6379> lindex list 1  #获取指定下标位置集合的元素，下标从0开始计数
"v3"
127.0.0.1:6379> lindex list 0  #相当于java中的indexof
"v4"
#llen
127.0.0.1:6379> llen list  #获取指定集合的元素长度，相当于java中的length或者size
(integer) 3

④ lrem（根据value移除指定的值）

127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
127.0.0.1:6379> lrem list 1 v2  #移除list集合中的元素是v2的1个元素(从左边开始)
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
127.0.0.1:6379> lrem list 0 v3 #移除集合list中的元素是v2的元素1个,这里的0和1效果是一致的
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v4"
127.0.0.1:6379> lpush list  v3 v2 v2 v2
(integer) 4
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v2"
2) "v2"
3) "v2"
4) "v3"
5) "v4"
127.0.0.1:6379> lrem list 3 v2  #移除集合list中元素为v2 的‘3’个，这里的参数数量，如果实际中集合元素数量不达标，不会报错，全部移除后返回成功移除后的数量值
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v3"
2) "v4"

⑤ ltrim（截取元素）、rpoplpush（移除指定集合中最后一个元素到一个新集合的左边）操作

#ltrim
127.0.0.1:6379> lpush list v1 v2 v3 v4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
4) "v1"
127.0.0.1:6379> ltrim list 1 2  #通过下标截取指定的长度，这个list已经被改变了，只剩下我们所指定截取后的元素
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v3"
2) "v2"
################
#rpoplpush
127.0.0.1:6379> lpush list v1 v2 v3 v4 v5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
5) "v1"
127.0.0.1:6379> rpoplpush list newlist  #移除list集合中的最右边元素到新的集合newlist的左边，返回值是移除的最后一个元素值
"v1"
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
127.0.0.1:6379> LRANGE newlist 0 -1  #确实存在该newlist集合并且有刚刚移除的元素，证明成功
1) "v1"

⑥ lset（更新）、linsert操作

#lset
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> lset list 1 newV5  #更新list集合中下标为‘1’的元素为‘newV5’
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1  #查看证明更新成功
1) "v5"
2) "newV5"
3) "v3"
4) "v2"
##注意点：
127.0.0.1:6379> lset list1 0 vvvv  #如果指定的‘集合’不存在，报错
(error) ERR no such key
127.0.0.1:6379> lset list 8 vvv  #如果集合存在，但是指定的‘下标’不存在，报错
(error) ERR index out of range
########################
#linsert
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "newV5"
3) "v3"
4) "v2"
127.0.0.1:6379> LINSERT list after "v3" "insertv3"  #在集合中的‘v3’元素 ‘(after)之后’ 加上一个元素
(integer) 5
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "newV5"
3) "v3"
4) "insertv3"
5) "v2"
127.0.0.1:6379> LINSERT list before v3 insertv3  #在集合中的‘v3’元素 ‘(before)之前’ 加上一个元素
(integer) 6
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1
1) "v5"
2) "newV5"
3) "insertv3"
4) "v3"
5) "insertv3"
6) "v2"

数据结构

List 的数据结构为快速链表 quickList。
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是 ziplist，也即是压缩列表。它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存。
当数据量比较多的时候才会改成 quicklist。因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间。
比如这个列表里存的只是 int 类型的数据，结构上还需要两个额外的指针 prev 和 next。

Untitled

Redis 将链表和 ziplist 结合起来组成了 quicklist。也就是将多个 ziplist 使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。