redis数据类型操作命令速查
Redis键(key)
常用命令
- 查看当前库所有key:
keys *
- 判断某个key是否存在:
exists key
- 查看key类型:
type key
- 删除指定的key数据:
del 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。):
unlink key
- 设置key过期时间(秒):
expire key 10
(10秒) - 查看还有多少秒过期(-1表示永不过期,-2表示已过期):
ttl key
- 切换数据库:
select 8
(切换到8库) - 查看当前数据库的key的数量:
dbsize
- 清空当前库:
flushdb
- 通杀全部库:
flushall
Redis字符串(String)
String是Redis最基本的类型,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。一个Redis中字符串value最多可以是512M。
常用命令
- 添加键值对:
set <key><value>
- 当数据库中key不存在时,可以将key-value添加数据库:
*NX
- 当数据库中key存在时,可以将key-value添加数据库,与NX参数互斥:
*XX
- key的超时秒数:
*EX
- key的超时毫秒数,与EX互斥:
*PX
- 查询对应键值:
get <key>
- 将给定的<value> 追加到原值的末尾:
append <key><value>
- 获得值的长度:
strlen <key>
- 只有在 key 不存在时 设置key 的值:
setnx <key><value>
- 将 key 中储存的数字值原子的增1(只能对数字值操作,如果为空,新增值为1):
incr <key>
- 将 key 中储存的数字值原子的减1(只能对数字值操作,如果为空,新增值为-1):
decr <key>
- 将 key 中储存的数字值增减,自定义步长:
incrby / decrby <key><步长>
- 同时设置一个或多个 key-value对:
mset <key1><value1><key2><value2> .....
- 同时获取一个或多个 value:
mget <key1><key2><key3> .....
- 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:
msetnx <key1><value1><key2><value2> .....
- 获得值的范围,类似java中的substring,前包,后包:
getrange <key><起始位置><结束位置>
- 用 <value> 覆写<key>所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始):
setrange <key><起始位置><value>
- 设置键值的同时,设置过期时间,单位秒:
setex <key><过期时间><value>
- 以新换旧,设置了新值同时获得旧值:
getset <key><value>
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.
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)
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。
常用命令
- 从左边/右边插入一个或多个值:
push/rpush <key><value1><value2><value3> ....
- 从左边/右边吐出一个值。值在键在,值光键亡:
pop/rpop <key>
- 从<key1>列表右边吐出一个值,插到<key2>列表左边:
rpoplpush <key1><key2>
- 按照索引下标获得元素(从左到右):
lrange <key><start><stop>
- 0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有):
lrange mylist 0 -1
- 按照索引下标获得元素(从左到右):
lindex <key><index>
- 获得列表长度:
llen <key>
- 在<value>的后面插入<newvalue>插入值:
linsert <key> before <value><newvalue>
- 从左边删除n个value(从左到右):
lrem <key><n><value>
- 将列表key下标为index的值替换成value:
lset<key><index><value>
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。
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。
Redis集合(Set)
Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能,特殊之处在于set是可以自动排重的,当需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口,这个也是list所不能提供的。
Redis的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为null的hash表,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。
一个算法,随着数据的增加,执行时间的长短,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变
常用命令
将一个或多个 member 元素加入到集合key 中,已经存在的member 元素将被忽略:sadd <key><value1><value2> .....
取出该集合的所有值:smembers <key>
判断集合<key>是否为含有该<value>值,有1,没有0:sismember <key><value>
返回该集合的元素个数:scard<key>
删除集合中的某个元素:srem <key><value1><value2> ....
随机从该集合中吐出一个值:spop <key>
随机从该集合中取出n个值,不会从集合中删除:srandmember <key><n>
把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合:smove <source><destination>value
返回两个集合的交集元素:sinter <key1><key2>
返回两个集合的并集元素:sunion <key1><key2>
返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的):sdiff <key1><key2>
数据结构
Set数据结构是dict字典,字典是用哈希表实现的。
Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap,只不过所有的value都指向同一个对象。Redis的set结构也是一样,它的内部也使用hash结构,所有的value都指向同一个内部值。
Redis哈希(Hash)
Redis hash 是一个键值对集合。Redis hash是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象。类似Java里面的Map<String,Object>,用户ID为查找的key,存储的value用户对象包含姓名,年龄,生日等信息。
如果用普通的key/value结构来存储,主要有以下2种存储方式:
每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去。开销较大:
用户ID数据冗余:
通过 key(用户ID) + field(属性标签) 就可以操作对应属性数据了,既不需要重复存储数据,也不会带来序列化和并发修改控制的问题
常用命令
- 给<key>集合中的 <field>键赋值<value>:
hset <key><field><value>
- 从<key1>集合<field>取出 value :
hget <key1><field>
- 批量设置hash的值:
hmset <key1><field1><value1><field2><value2>...
- 查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在:
hexists<key1><field>
- 列出该hash集合的所有field:
hkeys <key>
- 列出该hash集合的所有value:
hvals <key>
- 为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1:
hincrby <key><field><increment>
- 将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ,当且仅当域 field 不存在 :
hsetnx <key><field><value>
数据结构
Hash类型对应的数据结构是两种:ziplist(压缩列表),hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个数较少时,使用ziplist,否则使用hashtable。
Redis有序集合Zset(sorted set)
Redis有序集合zset与普通集合set非常相似,是一个没有重复元素的字符串集合。不同之处是Zset是有序集合的,每个成员都关联了一个评分(score),这个评分(score)被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的,但是评分可以是重复了。因为元素是有序的, 所以你也可以很快的根据评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素。访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。
常用命令
- 将一个或多个 member 元素及其score 值加入到有序集key 当中:
zadd <key><score1><value1><score2><value2>…
- 返回有序集 key 中,下标在<start><stop>之间的元素,带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集:
zrange <key><start><stop> [WITHSCORES]
- 返回有序集 key 中,所有score 值介于min 和max 之间(包括等于min 或max )的成员。有序集成员按score 值递增(从小到大)次序排列:
zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]
- 同上,改为从大到小排列:
zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]
- 为元素的score加上增量:
zincrby <key><increment><value>
- 删除该集合下,指定值的元素:
zrem <key><value>
- 统计该集合,分数区间内的元素个数:
zcount <key><min><max>
- 返回该值在集合中的排名,从0开始:
zrank <key><value>
利用zset实现一个文章访问量的排行榜
数据结构
SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构,一方面它等价于Java的数据结构Map<String, Double>,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序,可以得到每个元素的名次,还可以通过score的范围来获取元素的列表。
zset底层使用了两个数据结构
(1)hash,hash的作用就是关联元素value和权重score,保障元素value的唯一性,可以通过元素value找到相应的score值。
(2)跳跃表,跳跃表的目的在于给元素value排序,根据score的范围获取元素列表。
跳跃表(跳表)
有序集合在生活中比较常见,例如根据成绩对学生排名,根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现,可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除;平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂;链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树,实现远比红黑树简单。
测试示例
对比有序链表和跳跃表,从链表中查询出51
(1) 有序链表
要查找值为51的元素,需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。
(2)跳跃表
从第2层开始,1节点比51节点小,向后比较。21节点比51节点小,继续向后比较,后面就是NULL了,所以从21节点向下到第1层,在第1层,41节点比51节点小,继续向后,61节点比51节点大,所以从41向下,在第0层,51节点为要查找的节点,节点被找到,共查找4次。从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高
总结
数据类型 | 数据结构 | 说明 |
String | 简单动态字符串 | 字符串长度小于1M时,扩容大小为现有容量翻倍,大于1M时,每次扩容1M,最大扩容512M |
List | 压缩列表(ziplist) 和 快速链表(quicklist) | 元素少时:分配连续内存空间ziplist(压缩列表) 元素多时:链表+ziplist组合成 quicklist(快速列表) |
Set | dict字典(哈希表实现) | 无序,不重复 |
Hash | 压缩列表(ziplist) | field(属性标签)-value(值)长度较短且个数较少时,使用ziplist,否则使用hashtable。 |
Zset | hash 跳跃表 | 有序,不重复 hash:关联元素value和权重score,保障元素value的唯一 跳跃表:目的在于给元素value排序,根据score的范围获取元素列表。 |