Redis学习笔记(二):数据类型和通用操作命令

以你之姓@ 2023-02-13 11:48 2阅读 0赞

> **Redis学习笔记系列**
> 
>  *  [Redis学习笔记(一)：下载与安装-Windows、Linux][Redis_-Windows_Linux]
>  *  [Redis学习笔记(二)：数据类型和通用操作命令][Redis]
>  *  [Redis学习笔记(三)：Java连接Redis(Jedis)以及示例代码][Redis_Java_Redis_Jedis]
>  *  [Redis学习笔记(四)：Redis持久化][Redis_Redis]
>  *  [Redis学习笔记(五)：Redis事务-multi、exec、discard、锁、分布式锁、死锁][Redis_Redis_-multi_exec_discard]
>  *  [Redis学习笔记(六)：删除策略、逐出算法][Redis 1]
>  *  [Redis学习笔记(七)：redis高级数据类型及应用场景-Bitmaps、HyperLogLog、GEO][Redis_redis_-Bitmaps_HyperLogLog_GEO]
>  *  [Redis学习笔记(八)：redis主从复制-建立连接、数据同步、命令传播、复制缓冲区、复制偏移量、心跳机制][Redis_redis_-]
>  *  [Redis学习笔记(九)：哨兵模式-监控、通知、故障转移][Redis_-]
>  *  [Redis学习笔记(十)：Redis集群-结构设计、集群搭建、集群操作、主从下线、主从切换][Redis_Redis_-]
>  *  [Redis学习笔记(十一)：企业级解决方案-缓存预热、缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透、性能指标监控][Redis_- 1]

# redis支持的数据类型 #

*  string
 *  hasd
 *  list
 *  set
 *  sorted\_set

> redis自身是一个Map，其中的数据采用的都是key-value的形式存储，所有的key只有一种数据类型：**string** ，而上面所指的redis支持的数据类型，实际是value的数据类型

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## string ##

*  存储的数据：单个数据，最简单的数据存储类型，也是最常用的数据存储类型
 *  存储数据的格式：一个存储空间保存一个数据
 *  存储内容：通常使用字符串，如果字符串以整数的形式展示，可以作为数字操作使用，但其本质还是字符串
 *  redis所有操作都是原子性的，采用单线程处理所有业务，命令是一个一个执行的，因此无需考虑并发的影响

### 基本操作 ###

> 添加/修改数据 `set key value`  
> 获取数据 `get key`  
> 删除数据 `del key`  
> 添加/修改多个数据 `mset key1 value1 key2 value2 ...`  
> 获取多个数据 `mget key1 key2 ...`  
> 获取数据字符个数 `strlen key`  
> 追加信息到原始信息后部(如果原始信息存在就追加，否则新建) `append key value`

### 扩展操作 ###

#### 数值操作 ####

string在redis内部存储默认就是一个字符串，当遇到incr/decr时会转换称数值进行计算，当数值超过上限不能转换时，将报错，最大值为java中的long的最大值

> key对应数值增加1 `incr key`  
> key对应数值减少1 `decr key`  
> key对应数值增加指定数字 `incrby key amount`  
> key对应数值增加指定小数 `incrbyfloat key floatNum`  
> key对应数值减少指定数字 `decrby key amount`

#### 指定生命周期 ####

redis控制数据的生命周期，通过数据是否失效控制业务行为，适用于所有具有时效性限定控制的操作

> 设置某个key-value的有效秒数 `setex seconds value`  
> 设置某个key-value的有效毫秒数 `psetex milliseconds value`

### 应用场景 ###

> 用于控制数据库表主键id，为数据库表主键提供生成策略，保障数据表主键唯一性适用于所有数据库，且支持数据库集群  
> 投票：限定四个小时只能投票一次

### 注意事项 ###

*  数据操作不成功的反馈于数据正常操作之间的差异  
    1.表示运行结果是否成功  
    (integer)0 -> false 失败  
    (integer)1 -> true 成功  
    2.表示运行结果值  
    (integer)3 -> 数值3  
    (integer)1 -> 数值1
 *  数据未获取到  
    (nil) 等同于null
 *  数据最大存储量  
    512MB
 *  数值计算最大范围  
    JAVA中的Long的最大值9223372036854775807

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## hash ##

*  新的存储需求：对一系列存储的数据进行编组，方便管理，典型应用存储对象信息
 *  需要的存储结构：一个存储空间保存多个键值对数据
 *  hash类型：底层使用哈希表结构实现数据存储
 *  hash存储结构优化：如果field数量少，存储结构优化为类数组结构；如果field数量较多，存储结构使用HashMap结构  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaWFuZ195YW4_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 基本操作 ###

> 添加/修改数据 `hset key field value`  
> 获取数据 `hget key field`  
> 获取所有数据 `hgetall key`  
> 删除数据 `hdel key field1 [field2]`  
> 添加/修改多个数据 `hmset key field1 value1 field2 value2 ...`  
> 获取多个数据 `hmget key field1 field2 ...`  
> 获取哈希表中字段的数量 `hlen key`  
> 获取哈希表中是否存在指定的字段 `hexists key field`  
> 往hash中添加数据，已经存在的则添加失败，不存在的则添加进去 `hsetnx key field value`

### 扩展操作 ###

> 获取哈希表中所有的字段名 `hkeys key`  
> 获取哈希表中所有的字段值 `hvals key`  
> 设置指定字段的数值数据增加指定值 `hincrby key field amount`  
> 设置指定字段的数值数据郑家指定小数 `hincrbyfloat key field floatvalue`

### 应用场景 ###

> 电商网站的购物车  
> 控制商品抢购，限购，限量，激活码等，商家id作为key,商品id为field，商品数量value

### 注意事项 ###

*  hash类型下的value只能存储字符串，不允许存储其它数据类型，不存在嵌套现象。如果数据未获取到，对应的值为(nil)
 *  每个hash可以存储( 2 32 − 1 2^\{32\}-1 232−1)个键值对
 *  hash类型十分贴近对象的数据存储形式，并且可以灵活添加删除对象属性。但hash设计初衷不是为了存储大量对象而设计的，切不可滥用，更不可将hash作为对象列表使用
 *  hgetall操作可以获取全部属性，如果内部field过多，遍历整体数据效率会很低，有可能成为数据访问的瓶颈

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## list ##

*  数据存储需求：存储多个数据，并对数据进入存储空间的顺序进行区分
 *  需要的存储结构：一个存储空间保存多个数据，且通过数据可以体现进入顺序
 *  list类型：保存多个数据，底层使用**双向链表**存储结构实现  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaWFuZ195YW4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 基本操作 ###

> 左边添加/修改数据 `lpush key value1 value2 ...`  
> 右边添加/修改数据 `rpush key value1 value2 ...`  
> 获取数据，从左开始获取，stop=-1时代表获取整个list的长度 `lrange key start stop`  
> 获取某个下标的数据 `lindex key index`  
> 获取list的长度 `llen key`  
> 获取左边数据，并移除 `lpop key`  
> 获取右边数据，并移除 `rpop key`

### 扩展操作 ###

> list中没有数据时，阻塞等待一段时间，当list中有值时取出list的值，或超时时取出(nil)，并移除数据
> 
> > 取左值 `blpop key1 key2 ... timeout`  
> > 取右值 `bropo key1 key2 ... timeout`  
> > 从左边移除指定数据 (count:删除多少个， value删除哪个值) `lrem key count value`

### 应用场景 ###

> 应用于具有操作先后顺序的数据控制  
> 使用队列模型解决多路信息汇总合并的问题  
> 使用栈模型解决最新消息的问题

### 注意事项 ###

*  list中保存的数据都是string类型的，数据总容量是有限的，最多 2 32 − 1 2^\{32\}-1 232−1个元素‘
 *  list具有索引的概念，但是操作数据时通常以队列的形式进行入队出队操作，或以栈的形式进行入栈出栈操作
 *  获取全部数据操作结束索引设置为-1
 *  list可以对数据进行分页操作，通常第一页的信息来自于list，第二页及更多信息来自于数据库

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## set ##

*  新的存储需求：存储大量的数据，在查询方面提供更高的效率
 *  需要的存储结构：能够保存大量的数据，高效的内部存储机制，便于查询
 *  set类型：于hash存储结构完全相同，仅存储键，不存储值(nil)，并且键是不允许重复的  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaWFuZ195YW4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 基本操作 ###

> 添加数据 `sadd key member1 member2...`  
> 获取全部数据 `smembers key`  
> 删除数据 `srem key member1 member2...`  
> 获取集合数据总量 `scard key`  
> 判断集合中是否包含指定数据 `sismember key member`

### 扩展操作 ###

> 随机获取集合中指定数量的数据 `srandmember key [count]`  
> 随机获取集合中的某个数据并将该数据移除集合 `spop key [count]`  
> 两个集合的交集 `sinter key1 key2...`  
> 两个集合的并集 `sunion key1 key2...`  
> 两个集合的差集 `sdiff key1 key2...`  
> 两个集合的交集并存储到指定集合中 `sinterstore destination key1 key2...`  
> 两个集合的并集并存储到指定集合中 `sunionstore destination key1 key2...`  
> 两个集合的差集并存储到指定集合中 `sdiffstore destination key1 key2...`  
> 将指定数据从原始集合中移动到目标集合中 `smove source destination member`

### 应用场景 ###

> 应用于随机推荐类信息检索，例如热点歌单推荐，热点新闻推荐，热卖旅游线路，应用APP推荐，大V推荐等  
> 应用于同类信息的关联搜索，二度关联搜索，深度关联搜索  
> 应用于同类型不重复数据的合并操作，例如权限校验  
> 应用于同类型数据的快速去重，例如记录网站访问量统计不同cookie数量或不同IP数量  
> 应用于基于黑名单和白名单设定的服务控制

### 注意事项 ###

*  set类型不允许数据重复，如果添加的数据在set中已经存在，将只保留一份
 *  set虽然与hash的存储结构相同，但是无法启用hash中存储值的空间

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## sorted\_set ##

*  新的存储需求：数据排序有利于数据的有效展示，需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式
 *  需要的存储结构：新的存储模型，可以保存可排序的数据
 *  sorted\_set类型：在set的存储结构基础上添加可排序字段  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoaWFuZ195YW4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

### 基本操作 ###

> 添加数据 `zadd key score1 member1 score2...`  
> 正序获取数据 `zrange key start stop [WITHSCORES]`  
> 倒序获取数据 `zrevrange key start stop [WITHSCORES]`  
> 删除数据 `zrem key member1 member2...`  
> 正序按条件查询获取数据 `zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT]`  
> 倒序按条件查询获取数据 `zrevrangebyscoree key max min [WITHSCORES]`  
> 按排序条件删除数据 `zremrangebyscore key min max`  
> 按索引下标删除数据 `zremrangebyrank key start stop`  
> 获取集合数据总量 `zcard key`  
> 获取某个范围的数据总量 `zcount key min max`  
> 集合交集操作 `zinterstore destination numkeys key1 key2...`  
> 集合并集操作 `zunionstore destination numkeys key1 key2...`

### 扩展操作 ###

> 正序获取数据对应的索引 `zrank key member`  
> 倒序获取数据对应的索引 `zrevrank key member`  
> 获取score的值 `zscore key member`  
> 修改score的值 `zincrby key increment member`

### 应用场景 ###

> 应用于定时任务执行顺序管理或任务到期管理  
> 应用于即时任务/消息队列执行管理，即带有权重的任务列表

### 注意事项 ###

*  min与max用于限定搜索查询的条件
 *  start与stop用于限定查询范围，作用于索引，表示开始和结束索引
 *  offset与count用于限定查询范围，作用于查询结构，表示开始位置和数据总量
 *  score保存的数据存储空间是64位
 *  score保存的数据也可以是一个双精度的double值，基于双精度浮点数的特征，可能会丢失精度，使用时要慎重
 *  sorted\_set底层存储还是基于set结构的，因为数据不能重复，如果重复添加相同的数据，score值将被反复覆盖，保留最后一次修改的结果

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**redis实践案例**

*  应用于限时按次结算的服务控制，比如某个接口，试用版用户每分钟最多只能调用10次等
 *  应用于基于时间顺序的数据操作，而不关注具体时间

# 通用操作命令 #

## key通用操作 ##

> 删除指定的key `del key`  
> 获取key是否存在 `exists key`  
> 获取key的类型 `type key`  
> **为指定的key设置有效期**
> 
> >     expire key seconds
> >     pexpire key milliseconds
> >     expireat key timestamp
> >     pexpireat key milliseconds-timestamp
> 
> **获取key的有效时间,如果key为永久性的，则返回-1**
> 
> >     ttl key
> >     pttl key
> 
> 切换key从时效性转换为永久性 `persist key`  
> 通过正则获取所有的key `keys pattern`  
> 为key改名 ，如果newkey已经存在，则覆盖`rename key newkey`  
> 为key改名，如果newkey存在则改名失败 `renamenx key newkey`  
> 对所有key排序 `sort`  
> 其它key通用操作的其它操作命令 `help @general`

## 数据库通用操作 ##

redis为每个服务提供了16个数据库，编号:0-15，每个数据库之间的数据相互独立，这样可以解决多个相同的key可以按照分区放到不同的redis数据库编号中，redis默认使用编号为0的数据库

> 切换数据库 `select index`  
> 数据移动 `move key db`  
> 数据清除操作
> 
> >     查看当前分区的key的数量：dbsize
> >     清除当前分区的数据：flushdb
> >     清除所有分区的数据：flushall
> 
> 其它操作
> 
> >     quit
> >     ping
> >     echo message

## 其它操作 ##

> 获取当前系统时间 `time`

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