Redis常见数据类型与命令

全局命令

1. 查看键

   keys *

   支持模糊匹配，如：

   keys novel_to_novel_*_pahina
   查询结果：
   1) "novel_to_novel_doc_pahina"
   2) "novel_to_novel_gatne_pahina"

2. 键总数

   dbsize

   dbsize命令在计算键总数时不会遍历所有键，而是直接获取Redis内置的键总数变量，所以dbsize命令的时间复杂度是O（1）。而keys 命令会遍历所有键，所以它的时间复杂度是O（n）。

3. 检查键是否存在

   exists key

   如果键存在则返回1，不存在则返回0。

4. 删除键

   del key [key ...]

   返回结果为成功删除键的个数，假设删除一个不存在的键，就会返回0。

5. 键过期

   expire key seconds

   单位秒。ttl命令会返回键的剩余过期时间，它有3种返回值：

   • 大于等于0的整数：键剩余的过期时间。
   • -1：键没设置过期时间。
   • -2：键不存在。

   可以通过ttl命令观察键hello的剩余过期时间:

   ttl key

6. 键的数据结构类型

   type key

7. 渐进式遍历

   当数据量很庞大的时候，使用如：keys *、smembers、hgetall、zrange，可能产生的阻塞问题。

   scan cursor [match pattern] [count number]

   • cursor是必需参数，实际上cursor是一个游标，第一次遍历从0开始，每次scan遍历完都会返回当前游标的值，直到游标值为0，表示遍历结束。
   • match pattern是可选参数，它的作用的是做模式的匹配，这点和keys的模式匹配很像。
   • count number是可选参数，它的作用是表明每次要遍历的键个数，默认值是10，此参数可以适当增大。

   另外hgetall、smembers、zrange对应渐进式遍历的命令分别是hscan、sscan、zscan。

字符串类型

字符串类型的值实际可以是字符串（简单的字符串、复杂的字符串（例如 JSON、XML））、数字（整数、浮点数），甚至是二进制（图片、音频、视频），但是值最大不能超过512MB。

命令

1. 设置值

   set key value [ex seconds] [px milliseconds] [nx|xx]

   set命令有几个选项：

   • ex seconds：为键设置秒级过期时间。如设置过期时间50秒：set key value ex 50
   • px milliseconds：为键设置毫秒级过期时间。如设置过期时间50毫秒：set key value px 50
   • nx：键必须不存在，才可以设置成功，用于添加。如：set key value nx 50
   • xx：与nx相反，键必须存在，才可以设置成功，用于更新。

   除了set选项，Redis还提供了setex和setnx两个命令：

   setex key seconds value
   setnx key value

   setex在逻辑上等价于set和expire合并的操作或者等价于set+ex参数，设置一个值并且添加过期时间；

   setnx在逻辑上等价于set+nx参数。

   setex和setex属于原子操作，只发送一次命令，所有只有一次网络时间。

2. 获取值

   get key		//键不存在，则返回空（nil）

3. 批量设置值

   mset key value [key value ...]

4. 批量获取值

   mget key [key ...]

   批量操作命令可以有效提高开发效率，如果使用get命令批量获取n个值，则需要耗时：n次get时间 = n次网络时间 + n次命令时间，模型如下：

   

   使用mget命令后，需要耗时：n次get时间 = 1次网络时间 + n次命令时间，模型如下：

   

5. 计数

   incr key

   incr命令用于对值做自增操作，返回结果分为三种情况：

   • 值不是整数，返回错误。
   • 值是整数，返回自增后的结果。
   • 键不存在，按照值为0自增，返回结果为1。

字符串类型命令时间复杂度如下：

内部编码

字符串类型的内部编码有3种：

• int：8个字节的长整型。

• embstr：小于等于39个字节的字符串。

• raw：大于39个字节的字符串。

Redis会根据当前值的类型和长度决定使用哪种内部编码实现。

哈希

在Redis中，哈希类型是指键值本身又是一个键值对结构，形如value={{field1，value1}，...{fieldN， valueN}}，Redis键值对和哈希类型二者的关系如下图：

命令

1. 设置值

   hset key field value

   如果设置成功会返回1，反之会返回0。此外Redis提供了hsetnx命令，它们的关系就像set和setnx命令一样，只不过作用域由键变为field。

2. 获取值

   hget key field //如果键或field不存在，会返回nil

3. 删除field

   hdel key field [field ...]

   hdel会删除一个或多个field，返回结果为成功删除field的个数。

4. 计算field个数

   hlen key

5. 批量设置或获取field-value

   hmget key field [field ...]
   hmset key field value [field value ...]

6. 获取所有field

   hkeys key

7. 获取所有value

   hvals key

8. 获取所有的field-value

   hgetall key

   在使用hgetall时，如果哈希元素个数比较多，会存在阻塞Redis 的可能。如果开发人员只需要获取部分field，可以使用hmget，如果一定要获取全部field-value，可以使用hscan命令，该命令会渐进式遍历哈希类型。

哈希类型命令的时间复杂度如下：

内部编码

• ziplist（压缩列表）：当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个）、同时所有值都小于hash-maxziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现，ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。
• hashtable（哈希表）：当哈希类型无法满足ziplist的条件时， Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降，而hashtable的读写时间复杂度为O（1）。

列表

列表（list）类型是用来存储多个有序的字符串，一个列表最多可以存储2^32-1个元素,在Redis中，可以对列表两端插入（push）和弹出（pop）

命令

1. 添加操作

   rpush key value [value ...]		//右边插入元素
   lpush key value [value ...]		//左边插入元素
   linsert key before|after pivot value	//向某个元素前或者后插入元素

2. 查找

   lrange key start end	
   //获取指定范围内的元素列表，索引下标有两个特点：第一，索引下标从左到右分别是0到N-1，但是从右到左分别是-1到-N。第二，lrange中的end选项包含了自身。
   
   lindex key index	//获取列表指定索引下标的元素
   llen key	//获取列表长度

   lrange属于比较重的命令，如果元素过多 存在阻塞Redis的可能性，这时候可以使用sscan来完成。

3. 删除

   lpop key	//从列表左侧弹出元素
   rpop key	//从列表右侧弹出元素
   lrem key count value	//删除指定元素

4. 修改

   lset key index newValue	//修改指定索引下标的元素

哈希类型命令的时间复杂度如下：

内部编码

• ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于list-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时列表中每个元素的值都小于list-max-ziplist-value配置时（默认64字节），Redis会选用ziplist来作为列表的 内部实现来减少内存的使用。
• linkedlist（链表）：当列表类型无法满足ziplist的条件时， Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。

集合

集合（set）类型也是用来保存多个的字符串元素，但和列表类型不一样的是，集合中不允许有重复元素，并且集合中的元素是无序的，不能通过索引下标获取元素。一个集合最多可以存储2^32-1个元素。

命令

1. 集合内操作

   （1）添加元素

   sadd key element [element ...]

   （2）删除元素

   srem key element [element ...]

   （3）计算元素个数

   scard key

   （4）判断元素是否在集合中

   sismember key element

   （5）随机从集合返回指定个数元素

   srandmember key [count]

   （6）从集合随机弹出元素

   spop key

   （7）获取所有元素

   smembers key

   smembers，如果元素过多存在阻塞Redis的可能性，这时候可以使用sscan来完成。

2. 集合间操作

   （1）求多个集合的交集

   sinter key [key ...]

   （2）求多个集合的并集

   suinon key [key ...]

   （3）求多个集合的差集

   sdiff key [key ...]

   （4）将交集、并集、差集的结果保存

   sinterstore destination key [key ...]
   suionstore destination key [key ...]
   sdiffstore destination key [key ...]

哈希类型命令的时间复杂度如下：

内部编码

• intset（整数集合）：当集合中的元素都是整数且元素个数小 于set-max-intset-entries配置（默认512个）时，Redis会选用 intset来作为集合的内部实现，从而减少内存的使用。
• hashtable（哈希表）：当集合类型无法满足intset的条件时， Redis会使用hashtable作为集合的内部实现。

有序集合

类似set集合，只不过它是有序的，常用来实现排行榜功能。

命令

1. 集合内操作

   （1）添加元素

   zadd key score member [score member ...]

   Redis3.2为zadd命令添加了nx、xx、ch、incr四个选项：

   • nx：member必须不存在，才可以设置成功，用于添加。

   • xx：member必须存在，才可以设置成功，用于更新。

   • ch：返回此次操作后，有序集合元素和分数发生变化的个数

   • incr：对score做增加，相当于后面介绍的zincrby。

   有序集合相比集合提供了排序字段，但是也产生了代价，zadd的时 间复杂度为O（log（n）），sadd的时间复杂度为O（1）。

   （2）计算成员个数

   zcard key

   （3）计算某个成员的分数

   zscore key member

   （4）计算成员的排名

   zrank key member
   zrevrank key member

   zrank是从分数从低到高返回排名，zrevrank反之

   （5）删除成员

     ```
     zrem key member [member ...]
   

内部编码

• ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于list-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时列表中每个元素的值都小于list-max-ziplist-value配置时（默认64字节），Redis会选用ziplist来作为列表的 内部实现来减少内存的使用。
• linkedlist（双端链表）：当列表类型无法满足ziplist的条件时， Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。