Redis五种数据类型及命令操作（二）

news2024/11/18 7:46:37

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🍉本篇简介:🍉 本篇记录Redis五种数据类型及命令操作，如有出入还望指正。

Redis哈希（Hash）

简介

Redis中的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。类似于java里面的Map<String,Object>集合一样，如果内存足够大的话，一个Redis的Hash结构可以存储2的32次幂-1个键值对，相当于40亿条数据，其实Hash类型的vlue在Redis中存储时其存储的还是String类型的字符串。下面就针对Hash的一些命令进行实战化演练。

常用命令

hset：设置多个field的值
hset key field value [field value ...]

将哈希表 key 中的域 field 的值设为 value 。

如果 key 不存在，一个新的哈希表被创建并进行 hset 操作。

如果域 field 已经存在于哈希表中，旧值将被覆盖。

返回值：

如果 field 是哈希表中的一个新建域，并且值设置成功，返回 1 。

如果哈希表中域 field 已经存在且旧值已被新值覆盖，返回 0 。

示例

hget：获取指定filed的值

hget key field

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 18#哈希表user中设置2个域：name和age，name的值为kewei，age的值为30

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hget user name #获取user中的name

  6. "kewei"

hgetall：返回hash表所有的域和值

hgetall key

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 18#哈希表user中设置2个域：name和age，name的值为kewei，age的值为30

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hgetall user #获取user所有信息

  6. 1)"name"

  7. 2)"kewei"

  8. 3)"age"

  9. 4)"18"

hmset：和hset类似（已弃用）

hmset key field value [field value ...]

hexists：判断给定的field是否存在，1：存在，0：不存在

hexists key field

查看哈希表 key 中，给定域 field 是否存在。

返回值：

如果哈希表含有给定域，返回 1 。

如果哈希表不含有给定域，或 key 不存在，返回 0 。

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示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 30#哈希表user中设置2个域：name和age，name的值为kewei，age的值为30

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hexists user name #user中存在name域

  6. (integer)1

  7. 127.0.0.1:6379> hexists user address #user中不存在address域，返回0

  8. (integer)0

  9. 127.0.0.1:6379> hexists user1 address #user1这个key不存在，返回0

  10. (integer)0

hkeys：列出所有的filed

hkeys key

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 30#哈希表user中设置2个域：name和age，name的值为kewei，age的值为30

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hkeys user #获取user中的所有filed

  6. 1)"name"

  7. 2)"age"

hvals：列出所有的value

hvals key

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 30#哈希表user中设置2个域：name和age，name的值为kewei，age的值为30

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hvals user #获取user中的所有filed的值列表

  6. 1)"kewei"

  7. 2)"30"

hlen：返回filed的数量

HLEN key

返回哈希表 key 中域的数量。

返回值：

哈希表中域的数量。

当 key 不存在时，返回 0 。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 30#哈希表user中设置2个域：name和age，name的值为kewei，age的值为30

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hlen user

  6. (integer)2

hincrby：filed的值加上指定的增量

hincrby key field increment

为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 increment 。增量也可以为负数，相当于对给定域进行减法操作。如果 key 不存在，一个新的哈希表被创建并执行 HINCRBY 命令。如果域 field 不存在，那么在执行命令前，域的值被初始化为 0。如果对一个储存字符串值的域 field 执行 HINCRBY 命令将造成一个错误，因此只有当值为整型时才会起作用。

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返回值：

执行 hincrby 命令之后，哈希表 key 中域 field 的值。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset siteInfo site kewei pv 1000#hash表siteInfo中有2个域：{site:"kewei",pv:1000}

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hget siteInfo pv #获取siteInfo中pv的值

  6. "1000"

  7. 127.0.0.1:6379> hincrby siteInfo pv 10#siteInfo中的pv值增加10

  8. (integer)1010

  9. 127.0.0.1:6379> hget siteInfo pv #获取siteInfo中的pv

  10. "1010"

  11. 127.0.0.1:6379> hincrby siteInfo uv 500#siteInfo中的uv值增加500，uv这个域不存在，则会先添加，然后再执行hincrby

  12. (integer)500

hsetnx：当filed不存在的时候，设置filed的值

hsetnx key field value

将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ，当且仅当域 field 不存在。

若域 field 已经存在，该操作无效。

如果 key 不存在，一个新哈希表被创建并执行 hsetnx 命令。

返回值：

设置成功，返回 1 。

如果给定域已经存在且没有操作被执行，返回 0 。

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示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> hset user name kewei age 30#创建user，包含2个域：name、age

  4. (integer)2

  5. 127.0.0.1:6379> hsetnx user name tom #name已存在，设置失败，返回0

  6. (integer)0

  7. 127.0.0.1:6379> hget user name #name依旧是kewei

  8. "kewei"

  9. 127.0.0.1:6379> hsetnx user address shanghai #address不存在，设置成功

  10. (integer)1

  11. 127.0.0.1:6379> hget user address #输出address的值

  12. "shanghai"

数据结构

Hash类型对应的数据结构是2种：一种是ziplist（压缩列表），第二种时hashtable（哈希表）。当存储的数据不多时采用ziplist，当超过配置文件中的阈值时，采用hashtable进行存储。当field-vaklue长度较短个数较少时，使用ziplist，否则使用hashtable。

Redis有序集合（zset/sortedset）

简介

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。不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个分数（score），这个分数（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。ZSet 有两种不同的实现，分别是ziplist（压缩表）和skiplist（跳表）。具体使用哪种结构进行存储，规则如下:

ziplist满足以下两个条件：

  1. [value,score] 键值对数量少于128个

  2. 每个元素的长度小于 64 字节

skiplist：不满足以上两个条件时使用跳表、组合了 hash 和 skiplist

  1. hash 用来存储 value 到 score 的映射，这样就可以在 O(1) 时间内找到 value 对应的分数。

  2. skiplist 按照从小到大的顺序存储分数。

  3. skiplist 每个元素的值都是 [value,score] 对。

因为元素是有序的，所以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。

常用命令

zadd：添加元素

zadd <key><score1><member1><score2><member2>...

将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

如果某个 member 已经是有序集的成员，那么更新这个 member 的 score 值，并通过重新插入这个 member 元素，来保证该 member 在正确的位置上。

score 值可以是整数值或双精度浮点数。

如果 key 不存在，则创建一个空的有序集并执行 zadd 操作。

当 key 存在但不是有序集类型时，返回一个错误。

返回值:

被成功添加的新成员的数量，不包括那些被更新的、已经存在的成员。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topn 100 java 80 c 90 c++50 php 70 js #创建名称为topn的zset，添加了5个元素

  4. (integer)5

zrange：score升序，获取指定索引范围的元素

zrange key start top [withscores]

  • 返回存储在有序集合key中的指定范围的元素。返回的元素可以认为是按score从最低到最高排列，如果得分相同，将按字典排序。

  • 下标参数 start 和 stop 都以 0 为底，也就是说，以 0 表示有序集第一个成员，以 1 表示有序集第二个成员，以此类推。

    你也可以使用负数下标，以 -1 表示最后一个成员， -2 表示倒数第二个成员，以此类推。

  • zrange key 0 -1：可以获取所有元素

  • withscores：让成员和它的 score 值一并返回，返回列表以 value1,score1, ..., valueN,scoreN 的格式表示

可用版本：

>= 1.2.0

时间复杂度:

O(log(N)+M)， N 为有序集的基数，而 M 为结果集的基数。

返回值:

指定区间内，带有 score 值(可选)的有序集成员的列表。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topn 100 java 80 c 90 c++ 50 php 70 js #创建名称为topn的zset，添加了5个元素

  4. (integer)5

  5. 127.0.0.1:6379> zrange topn 0 -1#按score升序，返回topn中所有元素的值

  6. 1)"php"

  7. 2)"js"

  8. 3)"c"

  9. 4)"c++"

  10. 5)"java"

  11. 127.0.0.1:6379> zrange topn 0 -1 withscores #按score升序，返回所有元素的值以及score

  12. 1)"php"

  13. 2)"50"

  14. 3)"js"

  15. 4)"70"

  16. 5)"c"

  17. 6)"80"

  18. 7)"c++"

  19. 8)"90"

  20. 9)"java"

  21. 10)"100"

  22. 127.0.0.1:6379> zrange topn 24#返回索引范围[2,4]内的3个元素

  23. 1)"c"

  24. 2)"c++"

  25. 3)"java"

zrevrange：score降序，获取指定索引范围的元素

zrevrange key start stop [WITHSCORES]

  • 返回存储在有序集合key中的指定范围的元素。返回的元素可以认为是按score最高到最低排列， 如果得分相同，将按字典排序。

  • 下标参数 start 和 stop 都以 0 为底，也就是说，以 0 表示有序集第一个成员，以 1 表示有序集第二个成员，以此类推。

    你也可以使用负数下标，以 -1 表示最后一个成员， -2 表示倒数第二个成员，以此类推。

  • withscores：让成员和它的 score 值一并返回，返回列表以 value1,score1, ..., valueN,scoreN 的格式表示

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topn 100 java 80 c 90 c++50 php 70 js #创建名称为topn的zset，添加了5个元素

  4. (integer)5

  5. 127.0.0.1:6379> zrevrange topn 0-1#按照score降序获取所有元素

  6. 1)"java"

  7. 2)"c++"

  8. 3)"c"

  9. 4)"js"

  10. 5)"php"

  11. 127.0.0.1:6379> zrevrange topn 02#按照score降序获取前3名

  12. 1)"java"

  13. 2)"c++"

  14. 3)"c"

zrangebyscore：按照score升序，返回指定score范围内的数据

zrangebyscore key min max [WITHSCORES][LIMIT offset count]

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。

具有相同 score 值的成员按字典序来排列(该属性是有序集提供的，不需要额外的计算)。

可选的 LIMIT 参数指定返回结果的数量及区间(就像SQL中的 SELECT LIMIT offset, count )，注意当 offset 很大时，定位 offset 的操作可能需要遍历整个有序集，此过程最坏复杂度为 O(N) 时间。

可选的 WITHSCORES 参数决定结果集是单单返回有序集的成员，还是将有序集成员及其 score 值一起返回。

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示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topn 100 java 80 c 90 c++50 php 70 js #创建名称为topn的zset，添加了5个元素

  4. (integer)5

  5. 127.0.0.1:6379> zrangebyscore topn 7090#score升序，获取score位于[70,90]区间中的元素值

  6. 1)"js"

  7. 2)"c"

  8. 3)"c++"

  9. 127.0.0.1:6379> zrangebyscore topn 7090 withscores #score升序，获取score位于[70,90]区间中的元素值及score

  10. 1)"js"

  11. 2)"70"

  12. 3)"c"

  13. 4)"80"

  14. 5)"c++"

  15. 6)"90"

  16. 127.0.0.1:6379> zrangebyscore topn 7090 withscores limit 12#相当于：select value,score from topn集合 where score>=70 and score<=90 order by score asc limit 1,2

  17. 1)"c"

  18. 2)"80"

  19. 3)"c++"

  20. 4)"90"

zrevrangebyscore：按照score降序，返回指定score范围内的数据

zrevrangebyscore key max min [WITHSCORES][LIMIT offset count]

返回有序集 key 中， score 值介于 max 和 min 之间(默认包括等于 max 或 min )的所有的成员。有序集成员按 score 值递减(从大到小)的次序排列。

具有相同 score 值的成员按字典序的逆序排列。

除了成员按 score 值递减的次序排列这一点外， zrevrangebyscore 命令的其他方面和 zrangebyscore 命令一样。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topn 100 java 80 c 90 c++50 php 70 js #创建名称为topn的zset，添加了5个元素

  4. (integer)5

  5. 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore topn 10090#score降序，获取score位于[70,90]区间中的元素值

  6. 1)"java"

  7. 2)"c++"

  8. 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore topn 10090 withscores #score降序，获取score位于[70,90]区间中的元素值及score

  9. 1)"java"

  10. 2)"100"

  11. 3)"c++"

  12. 4)"90"

zincrby：为指定元素的score加上指定的增量

zincrby key increment member

为有序集 key 的成员 member 的 score 值加上增量 increment 。

可以通过传递一个负数值 increment ，让 score 减去相应的值，比如 ZINCRBY key -5 member ，就是让 member 的 score 值减去 5 。

当 key 不存在，或 member 不是 key 的成员时， ZINCRBY key increment member 等同于 ZADD key increment member 。

当 key 不是有序集类型时，返回一个错误。

score 值可以是整数值或双精度浮点数。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++#集合topx中添加3个元素：java、c、c++，对应的score分别是：90、70、80

  4. (integer)3

  5. 127.0.0.1:6379> zrevrange topx 0-1 withscores #输出集合topx中的元素，包含score

  6. 1)"java"

  7. 2)"90"

  8. 3)"c++"

  9. 4)"80"

  10. 5)"c"

  11. 6)"70"

  12. 127.0.0.1:6379> zincrby topx 5 java #对topx中的元素java的score加5，变成95了

  13. "95"

  14. 127.0.0.1:6379> zrevrange topx 0-1 withscores # 输出集合元素，注意java的score是95了

  15. 1)"java"

  16. 2)"95"

  17. 3)"c++"

  18. 4)"80"

  19. 5)"c"

  20. 6)"70"

zrem：删除集合中多个元素

zrem key member [member ...]

移除有序集 key 中的一个或多个成员，不存在的成员将被忽略。

当 key 存在但不是有序集类型时，返回一个错误。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++#集合topx中添加3个元素：java、c、c++，对应的score分别是：90、70、80

  4. (integer)3

  5. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1#输出集合topx中所有元素

  6. 1)"c"

  7. 2)"c++"

  8. 3)"java"

  9. 127.0.0.1:6379> zrem topx c c++#删除集合topx中的2个元素：c、c++

  10. (integer)2

  11. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1#输出集合topx中所有元素

  12. 1)"java"

zremrangebyrank：根据索引范围删除元素

zremrangebyrank key start stop

移除有序集 key 中，指定排名(rank)区间内的所有成员。

区间分别以下标参数 start 和 stop 指出，包含 start 和 stop 在内。

下标参数 start 和 stop 都以 0 为底，也就是说，以 0 表示有序集第一个成员，以 1 表示有序集第二个成员，以此类推。

你也可以使用负数下标，以 -1 表示最后一个成员， -2 表示倒数第二个成员，以此类推。

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示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++#集合topx中添加3个元素：java、c、c++，对应的score分别是：90、70、80

  4. (integer)3

  5. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1#输出集合topx中所有元素

  6. 1)"c"

  7. 2)"c++"

  8. 3)"java"

  9. 127.0.0.1:6379> zremrangebyrank topx 01#删除索引范围[0,1]的数据

  10. (integer)2

  11. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1#输出topx中所有元素

  12. 1)"java"

zremrangebyscore：根据score的范围删除元素

zremrangebyscore key min max

移除有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++50 php #topx集合中添加4个元素

  4. (integer)4

  5. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0 -1 withscores #输出topx中所有元素值、score

  6. 1)"php"

  7. 2)"50"

  8. 3)"c"

  9. 4)"70"

  10. 5)"c++"

  11. 6)"80"

  12. 7)"java"

  13. 8)"90"

  14. 127.0.0.1:6379> zremrangebyscore topx 7080#删除score位于[70,80]区间的元素

  15. (integer)2

  16. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0 -1 withscores #输出剩下的元素

  17. 1)"php"

  18. 2)"50"

  19. 3)"java"

  20. 4)"90"

zcount：统计指定score范围内元素的个数

zcount key min max

返回有序集 key 中， score 值在 min 和 max 之间(默认包括 score 值等于 min 或 max )的成员的数量

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++50 php #topx集合中添加4个元素

  4. (integer)4

  5. 127.0.0.1:6379> zcount topx 80100#统计score位于[80,100]区间中的元素个数

  6. (integer)2

zrank：按照score升序，返回某个元素在集合中的排名

zrank key member

返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递增(从小到大)顺序排列。

排名以 0 为底，也就是说， score 值最小的成员排名为 0 。

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示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++50 php #topx集合中添加4个元素

  4. (integer)4

  5. 127.0.0.1:6379> zrank topx c #获取元素c的排名，返回1表示排名第2

  6. (integer)1

  7. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1#输出集合中所有元素，看一下c的位置确实是2

  8. 1)"php"

  9. 2)"c"

  10. 3)"c++"

  11. 4)"java"

zrevrank：按照score降序，返回某个元素在集合中的排名

返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递减(从大到小)排序。

排名以 0 为底，也就是说， score 值最大的成员排名为 0 。

示例

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++50 php #topx集合中添加4个元素

  4. (integer)4

  5. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1

  6. 1)"php"

  7. 2)"c"

  8. 3)"c++"

  9. 4)"java"

  10. 127.0.0.1:6379> zrevrank topx java #score降序，得到java的排名，排在第1位

  11. (integer)0

zscore：返回集合中指定元素的score

zscore key member

返回有序集 key 中，成员 member 的 score 值。

如果 member 元素不是有序集 key 的成员，或 key 不存在，返回 nil 。

  1. 127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试

  2. OK

  3. 127.0.0.1:6379> zadd topx 90 java 70 c 80 c++50 php #topx集合中添加4个元素

  4. (integer)4

  5. 127.0.0.1:6379> zrange topx 0-1#输出topx集合所有元素

  6. 1)"php"

  7. 2)"c"

  8. 3)"c++"

  9. 4)"java"

  10. 127.0.0.1:6379> zscore topx java #获取集合topx中java的score

  11. "90"

数据结构

SortedSet（zset）是redis提供的一个非常特别的数据结构，内部使用到了2种数据结构。

1、hash表

类似于java中的Map<String,score>，key为集合中的元素，value为元素对应的score，可以用来快速定位元素定义的score，时间复杂度为O(1)。

2、跳表

跳表（skiplist）是一个非常优秀的数据结构，实现简单，插入、删除、查找的复杂度均为O(logN)。类似java中的ConcurrentSkipListSet，根据score的值排序后生成的一个跳表，可以快速按照位置的顺序或者score的顺序查询元素。

这里我们来看一下跳表的原理：

首先从考虑一个有序表开始：

从该有序表中搜索元素 < 23, 43, 59 > ，需要比较的次数分别为 < 2, 4, 6 >，总共比较的次数为 2 + 4 + 6 = 12 次。有没有优化的算法吗? 链表是有序的，但不能使用二分查找。类似二叉搜索树，我们把一些节点提取出来，作为索引。得到如下结构：

   这里我们把 < 14, 34, 50, 72 > 提取出来作为一级索引，这样搜索的时候就可以减少比较次数了。我们还可以再从一级索引提取一些元素出来，作为二级索引，变成如下结构：

这里元素不多，体现不出优势，如果元素足够多，这种索引结构就能体现出优势来了。

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