Redis常见数据类型(4) - hash, List

我就是我 2024-05-24 05:51 22阅读 0赞

## hash ##

### 命令小结 ###

<table style="width:700px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>命令</td> 
   <td>执行效果</td> 
   <td>时间复杂度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hset key field value</td> 
   <td>设置值</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hget key field</td> 
   <td>获取值</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hdel key field [field...]</td> 
   <td>删除值</td> 
   <td>O(k), k是field个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hlen key</td> 
   <td>计算field个数</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hgetall key</td> 
   <td>获取所有的field-value</td> 
   <td>O(k), k是field的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hmget field [field...]</td> 
   <td>批量获取field-value</td> 
   <td>O(k). k是field的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hmset field value [field value...]</td> 
   <td>批量设置field-value</td> 
   <td>O(k), k是field的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hexists key field</td> 
   <td>判断field是否存在</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hkeys key</td> 
   <td>获取所有的field</td> 
   <td>O(k), k是field个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hvals key</td> 
   <td>获取所有的value</td> 
   <td>O(k), k是field个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hsetnx key field value</td> 
   <td>设置值, 但必须在field不存在时才能设置成功</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hincrby key field increment</td> 
   <td>对应field-value + n</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hincrbyfloat key field n</td> 
   <td>对应field-value + n</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>hstrlen key field</td> 
   <td>计算value的字符串长度</td> 
   <td>O(1)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 内部编码 ###

哈希的内部编码有两种:

> 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-max-ziplist-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)

### 使用场景 ###

我们之前学过sql型数据库, 我们知道它是使用表的形式来组织数据的, 而在Redis是使用映射方式来保存映射信息.

![4044b8f5e63144b698cd3d783d914135.png][]

下面来看一下两者的不同之处:

> 哈希类型是稀疏的, 而关系型数据库是完全结构化的, 例如哈希类型每个键都可以有不同的field, 而关系型数据库一旦添加新的列, 所有行都要为其设置值, 即使为null.
> 
> 关系型数据库可以做复杂的关系查询, 而Redis去模拟关系型复杂查询, 例如联表查询, 聚合查询等基本不可能, 维护成本高.

### 缓存方式对比 ###

截止目前为止, 我们已经能够用三种方法缓存用户信息, 下面给出三种方式的实现方法和优缺点分析.

1.原生字符串类型 -- 使用字符串类型, 每个属性一个键.

set user:1:name James
    set user:1:age 23
    set user:1:city Beijing

> 优点: 实现简单, 针对个别属性的变更也很灵活.
> 
> 缺点: 占用过多的键, 内存占用量过大, 同时用户信息在Redis中比较分散, 缺少内聚性, 所以这种方案基本没有实用性.

2. 序列化字符串类型, 例如JSON格式

set user:1 经过序列化后的用户对象字符串

> 优点: 针对总是以整体为操作的信息比较合适, 编程也简单. 同时, 如果序列化方案选择合适, 内存的使用效率很高.
> 
> 缺点: 本身序列化和反序列需要一定的开销, 同时如果总是个别操作属性则非常不灵活.

3.哈希类型

hmset user:1 name James age 23 city Beijing

> 优点: 简单, 直观, 灵活. 尤其是针对信息的局部变更或者获取操作.
> 
> 缺点: 需要控制哈希在ziplist和hashtable两种内部编码的转换, 可能会造成内存较大的消耗.

## List列表 ##

**列表类型是用来存储多个有序的字符串,** 如图: a,b,c,d,e五个元素从左到右组成了一个有序的列表, 列表中的每个字符串称为元素,, 一个列表中最多可以存储 2 ^ 32 - 1个元素. 在Redis中, 可以对两端插入和弹出, 还可以获取指定范围的元素列表, 获取指定索引下标的元素等. 列表是一种比较灵活的数据结构, 它可以充当栈和队列的角色, 在实际开发上有很多应用场景.

结构(基本操作)演示:

![6e3f09e3a2c7421f8c392f09cb34c7c2.png][]

![569dc6438fe34116a95de72d670f220d.png][]

列表类型特点:

> **第一: 列表中的元素是有序的, 这意味着可以通过索引下标获取某个元素或者某个范围的元素列表.**
> 
> **第二: 列表中的元素是可以重复的**.

### 命令 ###

#### lpush/rpush ####

**将一个或者多个元素从左/右侧放入到list中**.

语法:

> lpush key element \[element ...\]

时间复杂度: 只插入一个元素为O(1) , 插入多个元素为O(N), N为插入元素个数.

返回值: 插入后list的长度

![c7209ad07e5d4ecaaa681e4502217034.png][]

#### lpushx/rpushx ####

**在key存在时, 将一个或者多个元素从左/右侧放入(头/尾插到)list中. 不存在, 直接返回**.

> lpushx key element \[element ...\]

时间复杂度: 只插入一个元素为O(1) , 插入多个元素为O(N), N为插入元素个数.

返回值: 插入后list的长度

#### lrange ####

**获取从start到end区间所有的元素, 左闭右闭**.

语法:

> lrange key start stop

时间复杂度: O(N)

返回值: 指定区间的元素.

#### lpop/rpop ####

从list左侧/右侧取出元素(即头删/尾删).

语法:

> lpop key

时间复杂度: O(1)

返回值: 取出的元素或者nil.

![22012b1ca00f4e0384547f41c5374fbe.png][]

#### lindex ####

获取从左数第index位置的元素.

语法:

> lindex key index

时间复杂度: O(N)

返回值: 取出的元素或者nil.

![2d6ffa024bee4606a47823e5dd1b389e.png][]

#### linsert ####

在特定位置插入元素.

语法:

> linsert key <before | after> pivot element

时间复杂度: O(N)

返回值: 插入后的list长度

![ea49a9bfc35c4621be7c64d7bc2ce7f8.png][]

#### llen ####

获取list长度

语法:

> len key

时间复杂度: O(1)

返回值: list的长度.

![544de71559fe435292c423153bbe1359.png][]

#### 阻塞版本的命令 ####

blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本, 和对应非阻塞版本的作用基本一致. 除了:

> 在列表有元素的情况下, 阻塞和非阻塞的表现是一致的. 但如果列表中没有元素, 非阻塞版本会立即返回nil, 但阻塞版本会根据timeout, 阻塞一段时间, **期间Redis可以执行其它命令(就是再开一个客户端可以继续执行其它操作, 包括向对应列表中插入元素, 在阻塞的客户端中会立即返回该元素), 但要求执行该命令的客户端会表现为阻塞状态**.
> 
> 命令中设置了多个键, 那么会从左向右进行遍历键, 一旦有一个对应的列表可以弹出元素, 命令立刻返回.
> 
> 如果多个客户端同时多一个键执行pop, 则最先执行命令的客户端会得弹出的元素.

使用语法:

> blpop key\[key ...\] timeout

返回值: 取出的元素或nil.

使用图示:

![b76035576bc14fcf9f0f57bd743de910.png][]

[4044b8f5e63144b698cd3d783d914135.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/afe38ffb5f1e4adc8c02f21f1c367617.png
[6e3f09e3a2c7421f8c392f09cb34c7c2.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/3fe7fc8dc8be46c18a612eacb924f630.png
[569dc6438fe34116a95de72d670f220d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/4fe1263312614b13ab7dd511e9590be0.png
[c7209ad07e5d4ecaaa681e4502217034.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/d19931cf2ffa4ed8ad5cecfacd39d866.png
[22012b1ca00f4e0384547f41c5374fbe.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/0cb1ad9c0f114eb2be65d477c6bc094e.png
[2d6ffa024bee4606a47823e5dd1b389e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/15907c1eb15c4936a05e2bfaf3b6eeef.png
[ea49a9bfc35c4621be7c64d7bc2ce7f8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/7c9fbd2b7c694e99ab101fc55af5acbe.png
[544de71559fe435292c423153bbe1359.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/1280d67b725045f79d626f6d3bd0aa11.png
[b76035576bc14fcf9f0f57bd743de910.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/24/346466d76ff6413b9757da6569a52da1.png