Redis-数据结构&常用指令

零、本文纲要

一、Redis数据结构
二、Redis常用命令
三、String类型&常用命令
四、Hash类型&常用命令
五、List类型&常用命令
六、Set类型&常用命令
七、SortedSet类型&常用命令
八、Geo类型&常用命令
九、BitMap类型&常用命令
十、HyperLogLog类型&常用命令

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一、Redis数据结构

1、基本数据类型

• ① String：hello world；
• ② Hash：{name:"tom",age:24}；
• ③ List：[A → B → C]；
• ④ Set：{a, b, c}；
• ⑤ SortedSet：{a:1, b:2, c:3}；

2、其他常用数据类型

• ① GEO：{A:(20.3, 18.4)}；
• ② BitMap：0001001100101101；
• ③ HyperLog：0100000110110001。

二、Redis常用命令

1、查看通用命令

help @generic

查看通用命令.png
2、常用通用命令

• ① 删除指定的key

DEL key [key ...] 

• ② 判断指定的key是否存在

EXISTS key [key ...] 

• ③ 设置指定的key过期时间

EXPIRE key seconds

• ④ 查看所有匹配的key

KEYS pattern

• ⑤ 查看指定key的过期时间

TTL key

常用通用命令.png

三、String类型&常用命令

1、认识String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。

其value是字符串，根据字符串的格式不同，可以分为3类：
① string：普通字符串；
② int：整数类型，可以做自增、自减操作；
③ float：浮点类型，可以做自增、自减操作。

不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。字符串类型的最大空间不能超过512m。

2、String类型常用命令

① SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对；
② GET：根据key获取String类型的value；
③ MSET：批量添加多个String类型的键值对；
④ MGET：根据多个key获取多个String类型的value；
⑤ INCR：让一个整型的key自增1；
⑥ INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2；
⑦ INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长；
⑧ SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行；
⑨ SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期。

String类型常用命令.png

补充：查看单个指令的具体用法，如下：

127.0.0.1:6379> help SET

  SET key value [EX seconds|PX milliseconds|EXAT timestamp|PXAT milliseconds-timestamp|KEEPTTL] [NX|XX] [GET]
  summary: Set the string value of a key
  since: 1.0.0
  group: string

如我们设置SETNX和SETEX时，如果希望NX和EX同时在一条指令内完成设置，则可以按照SET key5 value5 EX 10 NX这种指令来执行。

3、key的结构

Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用':'隔开，格式如下：

项目名:业务名:类型:id
socail:login:token:6eaa542573f549f28f26ac4e657b3455

四、Hash类型&常用命令

1、认识Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构。

2、对比String类型和Hash类型

String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便；

SET user1 "{\"name\":\"tom\",\"age\":24}"

Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD。

HSET user2 name jack age 25

对比String类型和Hash类型.png

3、Hash类型常用命令

① HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值；
② HGET key field：获取一个hash类型key的field的值；
③ HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值；
④ HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值；
⑤ HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value；
⑥ HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field；
⑦ HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value；
⑧ HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长；
⑨ HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行。

Hash类型常用命令.png

五、List类型&常用命令

1、认识List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。

特征也与LinkedList类似：
① 有序；
② 元素可以重复；
③ 插入和删除快；
④ 查询速度一般。

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

2、List类型的常见命令

① LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素；
② LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil；
③ RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素；
④ RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素；
⑤ LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素；
⑥ BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil。

List类型的常见命令.png

六、Set类型&常用命令

1、认识Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。

因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：
① 无序；
② 元素不可重复；
③ 查找快；
④ 支持交集、并集、差集等功能。

2、Set类型的常见命令

① SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素；
② SREM key member ... : 移除set中的指定元素；
③ SCARD key： 返回set中元素的个数；
④ SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中；
⑤ SMEMBERS：获取set中的所有元素；
⑥ SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集；
⑦ SDIFF key1 key2 ... ：求key1与key2的差集；
⑧ SUNION key1 key2 ..：求key1和key2的并集。

集合交并差情形.png

3、好友列表的案例

好友列表的案例.png

七、SortedSet类型&常用命令

1、认识SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

SortedSet具备下列特性：
① 可排序；
② 元素不重复；
③ 查询速度快。

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

2、SortedSet类型的常见命令

① ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值；
② ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素；
③ ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值；
④ ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名；
⑤ ZCARD key：获取sorted set中的元素个数；
⑥ ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数；
⑦ ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值；
⑧ ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素；
⑨ ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素。
其他：ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集。
注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可。

3、班级排名的案例

班级排名的案例.png

八、Geo类型&常用命令

1、认识Geo类型

GEO就是Geolocation的简写形式，代表地理坐标。Redis在3.2版本中加入了对GEO的支持，允许存储地理坐标信息，帮助我们根据经纬度来检索数据。

2、Geo类型的常用命令

① GEOADD：添加一个地理空间信息，包含：经度（longitude）、纬度（latitude）、值（member）；
② GEODIST：计算指定的两个点之间的距离并返回；
③ GEOHASH：将指定member的坐标转为hash字符串形式并返回；
④ GEOPOS：返回指定member的坐标；
⑤ GEORADIUS：指定圆心、半径，找到该圆内包含的所有member，并按照与圆心之间的距离排序后返回。6.2以后已废弃；
⑥ GEOSEARCH：在指定范围内搜索member，并按照与指定点之间的距离排序后返回。范围可以是圆形或矩形。6.2.新功能；
⑦ GEOSEARCHSTORE：与GEOSEARCH功能一致，不过可以把结果存储到一个指定的key。 6.2.新功能。

补充：坐标的相关内容可以通过拾取坐标系统 (baidu.com)获得。

Geo类型的常用命令.png

九、BitMap类型&常用命令

1、认识BitMap类型

Redis中是利用string类型数据结构实现BitMap，因此最大上限是512M，转换为bit则是 2^32个bit位。

2、BitMap常用命令

① SETBIT：向指定位置（offset）存入一个0或1；
② GETBIT ：获取指定位置（offset）的bit值；
③ BITCOUNT ：统计BitMap中值为1的bit位的数量；
④ BITFIELD ：操作（查询、修改、自增）BitMap中bit数组中的指定位置（offset）的值；
⑤ BITFIELD_RO ：获取BitMap中bit数组，并以十进制形式返回；
⑥ BITOP ：将多个BitMap的结果做位运算（与 、或、异或）；
⑦ BITPOS ：查找bit数组中指定范围内第一个0或1出现的位置。

3、用户每月签到情形模拟

image.png

使用BitMap存储指定的签到数据，其值存储一个月的数据仅占4字节。

十、HyperLogLog类型&常用命令

1、认识HyperLogLog类型

Hyperloglog(HLL)是从Loglog算法派生的概率算法，用于确定非常大的集合的基数，而不需要存储其所有值。

Redis中的HLL是基于string结构实现的，单个HLL的内存永远小于16kb，内存占用低。作为代价，其测量结果是概率性的，有小于0.81％的误差。

2、HyperLogLog类型常用指令

① PFADD：将指定元素添加到指定的HLL；
② PFCOUNT：返回HLL中元素的近似数量值；
③ PFMERGE：将多个HLL合并为一个。

HyperLogLog类型常用指令.png

注意：由于HyperLogLog存在一定的统计误差，实际业务允许情况下可以用于统计UV。

十一、结尾

以上即为Redis数据结构部分的基础内容，感谢阅读。