【redis】-- redis的类型整理

旧城等待， 2023-07-06 11:51 8阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1.字符串（String）
     *   *  1.字符串
         *  2.数值
         *  3.bitmap
         *  4.其他
     *  2.列表（list）
     *  3.哈希（hash）
     *  4.集合（set）
     *  5.有序集合（sorted sets）
     *   *  跳跃表

Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构，如 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability）。

redis的值没有类型，一般说redis的类型是指其key对应的value的值。value的类型一般分为五类， 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 下面来介绍一下这五种类型。

## 1.字符串（String） ##

**string是redis最基本的类型，你可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。string类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象 。string类型是Redis最基本的数据类型，一个键最大能存储512MB。**

在redis中字符串还可以分为3类，字符串，数值类型，及**bitmap**

### 1.字符串 ###

**应用场景：字符串的作用主要是用来存储数据。**

redis对字符串的操作命令主要有set、get、append、setrange、getrange、strlen。

*  set：将键key设定为指定的“字符串”值。如果 key 已经保存了一个值，那么这个操作会直接覆盖原来的值，并且忽略原始类型。当set命令执行成功之后，之前设置的过期时间都将失效

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

*  get：返回key的value。如果key不存在，返回特殊值nil。如果key的value不是string，就返回错误，因为GET只处理string类型的values

GET key

*  append：如果 key 已经存在，并且值为字符串，那么这个命令会把 value 追加到原来值（value）的结尾。 如果 key 不存在，那么它将首先创建一个空字符串的key，再执行追加操作，这种情况 APPEND 将类似于 SET 操作

APPEND key value

*  setrange：这个命令的作用是覆盖key对应的string的一部分，从指定的offset处开始，覆盖value的长度。如果offset比当前key对应string还要长，那这个string后面就补0以达到offset。不存在的keys被认为是空字符串，所以这个命令可以确保key有一个足够大的字符串，能在offset处设置value。

> 注意，offset最大可以是229-1(536870911),因为redis字符串限制在512M大小。如果你需要超过这个大小，你可以用多个keys。

SETRANGE key offset value

*  getrange：这个命令是被改成GETRANGE的，在小于2.0的Redis版本中叫SUBSTR。 返回key对应的字符串value的子串，这个子串是由start和end位移决定的（两者都在string内）。可以用负的位移来表示从string尾部开始数的下标。所以-1就是最后一个字符，-2就是倒数第二个，以此类推。**这个函数处理超出范围的请求时，都把结果限制在string内**

GETRANGE key start end

### 2.数值 ###

**应用场景：抢购，秒杀，详情页，点赞，评论。规避并发下，对数据库的事务操作完全由redis内存操作代替**

对数值进行操作的命令有incr

*  inrc：对存储在指定key的数值执行原子的加1操作。如果指定的key不存在，那么在执行incr操作之前，会先将它的值设定为0。如果指定的key中存储的值不是字符串类型（fix：）或者存储的字符串类型不能表示为一个整数，那么执行这个命令时服务器会返回一个错误(eq:(error) ERR value is not an integer or out of range)。这个操作仅限于64位的有符号整型数据。

> 注意: 由于redis并没有一个明确的类型来表示整型数据，所以这个操作是一个字符串操作。执行这个操作的时候，key对应存储的字符串被解析为10进制的64位有符号整型数据。  
> 事实上，Redis 内部采用整数形式（Integer representation）来存储对应的整数值，所以对该类字符串值实际上是用整数保存，也就不存在存储整数的字符串表示（String representation）所带来的额外消耗。

INCR key

*  incrby：将key对应的数字加increment。如果key不存在，操作之前，key就会被置为0。如果key的value类型错误或者是个不能表示成数字的字符串，就返回错误。这个操作最多支持64位有符号的正型数字。

INCRBY key increment

*  incrbyfloat：通过指定浮点数key来增长浮点数(存放于string中)的值. 当键不存在时,先将其值设为0再操作.下面任一情况都会返回错误：a.key 包含非法值(不是一个string).b.当前的key或者相加后的值不能解析为一个双精度的浮点值.(超出精度范围了)。如果操作命令成功, 相加后的值将替换原值存储在对应的键值上, 并以string的类型返回. string中已存的值或者相加参数可以任意选用指数符号,但相加计算的结果会以科学计数法的格式存储. 无论各计算的内部精度如何, 输出精度都固定为小数点后17位.

INCRBYFLOAT key increment

### 3.bitmap ###

有关bitmap的操作有

*  setbit：设置或者清空key的value(字符串)在offset处的bit值。那个位置的bit要么被设置，要么被清空，这个由value（只能是0或者1）来决定。当key不存在的时候，就创建一个新的字符串value。要确保这个字符串大到在offset处有bit值。参数offset需要大于等于0，并且小于232(限制bitmap大小为512)。当key对应的字符串增大的时候，新增的部分bit值都是设置为0。警告：当set最后一个bit(offset等于232-1)并且key还没有一个字符串value或者其value是个比较小的字符串时，Redis需要立即分配所有内存，这有可能会导致服务阻塞一会。在一台2010MacBook Pro上，offset为232-1（分配512MB）需要～300ms，offset为230-1(分配128MB)需要～80ms，offset为228-1（分配32MB）需要～30ms，offset为226-1（分配8MB）需要8ms。注意，一旦第一次内存分配完，后面对同一个key调用SETBIT就不会预先得到内存分配。

SETBIT key offset value

*  getbit：返回key对应的string在offset处的bit值 当offset超出了字符串长度的时候，这个字符串就被假定为由0比特填充的连续空间。当key不存在的时候，它就认为是一个空字符串，所以offset总是超出范围，然后value也被认为是由0比特填充的连续空间。到内存分配

GETBIT key offset

*  bitcount：统计字符串被设置为1的bit数.一般情况下，给定的整个字符串都会被进行计数，通过指定额外的 start 或 end 参数，可以让计数只在特定的位上进行。start 和 end 参数的设置和 GETRANGE 命令类似，都可以使用负数值：比如 -1 表示最后一个位，而 -2 表示倒数第二个位，以此类推。不存在的 key 被当成是空字符串来处理，因此对一个不存在的 key 进行 BITCOUNT 操作，结果为 0 。

BITCOUNT key [start end]

*  bitop：对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作，并将结果保存到 destkey 上。

> BITOP 命令支持 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种参数：  
> BITOP AND destkey srckey1 srckey2 srckey3 … srckeyN ，对一个或多个 key 求逻辑并，并将结果保存到 destkey 。  
> BITOP OR destkey srckey1 srckey2 srckey3 … srckeyN，对一个或多个 key 求逻辑或，并将结果保存到 destkey 。  
> BITOP XOR destkey srckey1 srckey2 srckey3 … srckeyN，对一个或多个 key 求逻辑异或，并将结果保存到 destkey 。  
> BITOP NOT destkey srckey，对给定 key 求逻辑非，并将结果保存到 destkey 。  
> 除了 NOT 操作之外，其他操作都可以接受一个或多个 key 作为输入。  
> 执行结果将始终保持到destkey里面

BITOP operation destkey key [key ...]

*  bitpos：返回字符串里面第一个被设置为1或者0的bit位。返回一个位置，把字符串当做一个从左到右的字节数组，第一个符合条件的在位置0，其次在位置8，等等。GETBIT 和 SETBIT 相似的也是操作字节位的命令。默认情况下整个字符串都会被检索一次，只有在指定start和end参数(指定start和end位是可行的)，该范围被解释为一个字节的范围，而不是一系列的位。所以start=0 并且 end=2是指前三个字节范围内查找。注意，返回的位的位置始终是从0开始的，即使使用了start来指定了一个开始字节也是这样。和GETRANGE命令一样，start和end也可以包含负值，负值将从字符串的末尾开始计算，-1是字符串的最后一个字节，-2是倒数第二个，等等。不存在的key将会被当做空字符串来处理。

BITPOS key bit [start] [end]

案例：  
1,有用户系统，统计用户登录天数，且窗口随机

setbit sean 1 1
    setbit sean 7 1
    setbit sean 364 1
    STRLEN sean
    BITCOUNT sean -2 -1

### 4.其他 ###

string除过以上几种类型，还有几个通用的命令

*  setnx：将key设置值为value，如果key不存在，这种情况下等同SET命令。 当key存在时，什么也不做。SETNX是”SET if Not eXists”的简写。

SETNX key value

*  mget：返回所有指定的key的value。对于每个不对应string或者不存在的key，都返回特殊值nil。正因为此，这个操作从来不会失败。

MGET key [key ...]

*  mset：对应给定的keys到他们相应的values上。MSET会用新的value替换已经存在的value，就像普通的SET命令一样。如果你不想覆盖已经存在的values，请参看命令MSETNX。MSET是原子的，所以所有给定的keys是一次性set的。客户端不可能看到这种一部分keys被更新而另外的没有改变的情况。

MSET key value [key value ...]

*  msetnx：对应给定的keys到他们相应的values上。只要有一个key已经存在，MSETNX一个操作都不会执行。 由于这种特性，MSETNX可以实现要么所有的操作都成功，要么一个都不执行，这样可以用来设置不同的key，来表示一个唯一的对象的不同字段。MSETNX是原子的，所以所有给定的keys是一次性set的。客户端不可能看到这种一部分keys被更新而另外的没有改变的情况

MSETNX key value [key value ...]

*  setec：设置key对应字符串value，并且设置key在给定的seconds时间之后超时过期。这个命令等效于执行下面的命令：\*\*\*SET mykey value ； EXPIRE mykey seconds。\*\*\*SETEX是原子的，也可以通过把上面两个命令放到MULTI/EXEC块中执行的方式重现。相比连续执行上面两个命令，它更快，因为当Redis当做缓存使用时，这个操作更加常用。

SETEX key seconds value

*  psetec：PSETEX和SETEX一样，唯一的区别是到期时间以毫秒为单位,而不是秒。

PSETEX key milliseconds value

*  strlen：返回key的string类型value的长度。如果key对应的非string类型，就返回错误。

STRLEN key

## 2.列表（list） ##

就是链表数据结构，在redis中是一个双向的链表，并且每个节点都有其索引。可以把它当成数组，栈及队列使用。其数据结构的图示：

![图片][format_png]

主要使用的命令有：

*  lpush：将所有指定的值插入到存于 key 的列表的头部。如果 key 不存在，那么在进行 push 操作前会创建一个空列表。 如果 key 对应的值不是一个 list 的话，那么会返回一个错误。可以使用一个命令把多个元素 push 进入列表，只需在命令末尾加上多个指定的参数。元素是从最左端的到最右端的、一个接一个被插入到 list 的头部。 所以对于这个命令例子 LPUSH mylist a b c，返回的列表是 c 为第一个元素， b 为第二个元素， a 为第三个元素。

LPUSH key value [value ...]

*  rpush：向存于 key 的列表的尾部插入所有指定的值。如果 key 不存在，那么会创建一个空的列表然后再进行 push 操作。 当 key 保存的不是一个列表，那么会返回一个错误。可以使用一个命令把多个元素打入队列，只需要在命令后面指定多个参数。元素是从左到右一个接一个从列表尾部插入。 比如命令 RPUSH mylist a b c 会返回一个列表，其第一个元素是 a ，第二个元素是 b ，第三个元素是 c。

RPUSH key value [value ...]

*  lpop：移除并且返回 key 对应的 list 的第一个元素。

LPOP key

*  rpop：移除并返回存于 key 的 list 的最后一个元素。

RPOP key

*  lpushs：只有当 key 已经存在并且存着一个 list 的时候，在这个 key 下面的 list 的头部插入 value。 与 LPUSH 相反，当 key 不存在的时候不会进行任何操作

LPUSHX key value

*  lrang：返回存储在 key 的列表里指定范围内的元素。 start 和 end 偏移量都是基于0的下标，即list的第一个元素下标是0（list的表头），第二个元素下标是1，以此类推。偏移量也可以是负数，表示偏移量是从list尾部开始计数。 例如， -1 表示列表的最后一个元素，-2 是倒数第二个，以此类推。

LRANGE key start stop

*  lindex：返回列表里的元素的索引 index 存储在 key 里面。 下标是从0开始索引的，所以 0 是表示第一个元素， 1 表示第二个元素，并以此类推。 负数索引用于指定从列表尾部开始索引的元素。在这种方法下，-1 表示最后一个元素，-2 表示倒数第二个元素，并以此往前推。当 key 位置的值不是一个列表的时候，会返回一个error。

LINDEX key index

*  lset：设置 index 位置的list元素的值为 value。 更多关于 index 参数的信息，详见 LINDEX。当index超出范围时会返回一个error。

LSET key index value

list可以用作单播，阻塞队列

## 3.哈希（hash） ##

是一个键值对集合。适合存储对象。

主要的应用场景是：对field进行数值计算。点赞，收藏，详情页

命令有：HDEL、HEXISTS、HGET、HGETALL、HINCRBY、HINCRBYFLOAT、HKEYS、HLEN、HMGET、HMSET、HSCAN、HSET、HSETNX、HSTRLEN、HVALS。

*  hset：设置 key 指定的哈希集中指定字段的值。如果 key 指定的哈希集不存在，会创建一个新的哈希集并与 key 关联。如果字段在哈希集中存在，它将被重写。

HSET key field value

*  hvals：返回 key 指定的哈希集中所有字段的值。

HVALS key

*  hmset：设置 key 指定的哈希集中指定字段的值。该命令将重写所有在哈希集中存在的字段。如果 key 指定的哈希集不存在，会创建一个新的哈希集并与 key 关联

HMSET key field value [field value ...]

其实hash的命令没什么好说的，就是在普通的get，set等命令前加上h用来标识是对hash的操作。故这里只列出几个常用的命令的意思。

## 4.集合（set） ##

set是一个【无序】&&【随机性】的列表。放入的多少不同，元素存储的顺序不同。会对放入数据的相同数据进行去重。有着丰富的集合操作。还可取随机值。

其命令有：SADD、SCARD、SDIFF、SDIFFSTORE、SINTER、SINTERSTORE、ISMEMBER、SMEMBERS、SMOVE、SPOP、SRANDMEMBER、SREM、SSCAN、SUNION、SUNIONSTORE。

这里对添加等命令不过多解释，和hash一样就是以s开头作为set类型的标识。

*  sdiff：返回一个集合与给定集合的差集的元素.

SDIFF key [key ...]

*  sdiffstore：该命令类似于 SDIFF, 不同之处在于该命令不返回结果集，而是将结果存放在destination集合中.如果destination已经存在, 则将其覆盖重写.

SDIFFSTORE destination key [key ...]

*  sinter：返回指定所有的集合的成员的交集.

SINTER key [key ...]

*  sinterstore：这个命令与SINTER命令类似, 但是它并不是直接返回结果集,而是将结果保存在 destination集合中.如果destination 集合存在, 则会被重写.

SINTERSTORE destination key [key ...]

*  srangember：仅提供key参数，那么随机返回key集合中的一个元素.Redis 2.6开始，可以接受 count 参数，如果count是整数且小于元素的个数，返回含有 count 个不同的元素的数组，如果count是个整数且大于集合中元素的个数时，仅返回整个集合的所有元素，当count是负数，则会返回一个包含count的绝对值的个数元素的数组，如果count的绝对值大于元素的个数，则返回的结果集里会出现一个元素出现多次的情况.仅提供key参数时，该命令作用类似于SPOP命令，不同的是SPOP命令会将被选择的随机元素从集合中移除，而SRANDMEMBER仅仅是返回该随记元素，而不做任何操作.

SRANDMEMBER key [count]

*  sunion：返回给定的多个集合的并集中的所有成员.

SUNION key [key ...]

*  sunionstore：该命令作用类似于[SUNION][]命令,不同的是它并不返回结果集,而是将结果存储在destination集合中.如果destination 已经存在,则将其覆盖.

SUNIONSTORE destination key [key ...]

## 5.有序集合（sorted sets） ##

和Sets相比，Sorted Sets是将 Set 中的元素增加了一个权重参数 score，使得集合中的元素能够按 score 进行有序排列，其物理内存左小右大不随命令发生变化。与set一样有对集合的操作。而redis中的跳跃表也是使用了有序集合类型。

有序列表的命令，太多且都很重要所以可以参考[http://redis.cn/commands/bzpopmax.html][http_redis.cn_commands_bzpopmax.html]

### 跳跃表 ###

跳跃表（skiplist）是一种随机化的数据， 由 William Pugh 在论文《Skip lists: a probabilistic alternative to balanced trees》中提出， 跳跃表以有序的方式在层次化的链表中保存元素， 效率和平衡树媲美 —— 查找、删除、添加等操作都可以在对数期望时间下完成， 并且比起平衡树来说， 跳跃表的实现要简单直观得多。

以下是个典型的跳跃表例子（图片来自维基百科）：

![图片][format_png 1]

从图中可以看到， 跳跃表主要由以下部分构成：

表头（head）：负责维护跳跃表的节点指针。

跳跃表节点：保存着元素值，以及多个层。

层：保存着指向其他元素的指针。高层的指针越过的元素数量大于等于低层的指针，为了提高查找的效率，程序总是从高层先开始访问，然后随着元素值范围的缩小，慢慢降低层次。

表尾：全部由 NULL 组成，表示跳跃表的末尾。

这里只做简单介绍详细内容可以查看以下链接：

[https://redisbook.readthedocs.io/en/latest/internal-datastruct/skiplist.html][https_redisbook.readthedocs.io_en_latest_internal-datastruct_skiplist.html]

[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWRlci5zaGltby5pbS9mL3hobm04clZ2eFBJelRHY2wucG5nIXRodW1ibmFpbA?x-oss-process=image/format,png
[SUNION]: http://redis.cn/commands/sunion.html
[http_redis.cn_commands_bzpopmax.html]: http://redis.cn/commands/bzpopmax.html
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWRlci5zaGltby5pbS9mL0RuSWRsU2YxWTVvZnhGOWkucG5nIXRodW1ibmFpbA?x-oss-process=image/format,png
[https_redisbook.readthedocs.io_en_latest_internal-datastruct_skiplist.html]: https://redisbook.readthedocs.io/en/latest/internal-datastruct/skiplist.html