Redis6入门到实战------ 三、常用五大数据类型(列表(List)、集合(Set)、哈希(Hash)、Zset(sorted set))

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云原生大数据计算服务 MaxCompute,5000CU*H 100GB 3个月
简介: 这是关于Redis 6入门到实战的文章,具体内容涉及Redis的五大数据类型:列表(List)、集合(Set)、哈希(Hash)、有序集合(Zset(sorted set))。文章详细介绍了这些数据类型的特点、常用命令以及它们背后的数据结构。如果您有任何关于Redis的具体问题或需要进一步的帮助,请随时告诉我。

3 Redis列表(List)

3.1 简介

单键多值
Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。
它的底层实际是个双向链表,对两端的操作性能很高,通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

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3.2 常用命令

lpush/rpush  <key><value1><value2><value3> .... 从左边/右边插入一个或多个值。

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lpop/rpop  <key>从左边/右边吐出一个值。值在键在,值光键亡。

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rpoplpush  <key1><key2>从<key1>列表右边吐出一个值,插到<key2>列表左边。

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lrange <key><start><stop>
按照索引下标获得元素(从左到右)
0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有)

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lindex <key><index>按照索引下标获得元素(从左到右)
llen <key>获得列表长度

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linsert <key>  before <value><newvalue>在<value>的后面插入<newvalue>插入值

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lrem <key><n><value>从左边删除n个value(从左到右)

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lset<key><index><value>将列表key下标为index的值替换成value

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3.3 数据结构

List的数据结构为快速链表quickList
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储,这个结构是ziplist,也即是压缩列表。
它将所有的元素紧挨着一起存储,分配的是一块连续的内存。
当数据量比较多的时候才会改成quicklist。
因为普通的链表需要的附加指针空间太大,会比较浪费空间。比如这个列表里存的只是int类型的数据,结构上还需要两个额外的指针prev和next。

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Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist。也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能,又不会出现太大的空间冗余。

4 Redis集合(Set)

4.1.简介

Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能,特殊之处在于set是可以自动排重的,当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口,这个也是list所不能提供的。
Redis的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为null的hash表,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。
一个算法,随着数据的增加,执行时间的长短,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变

4.2 常用命令

sadd <key><value1><value2> ..... 
将一个或多个 member 元素加入到集合 key 中,已经存在的 member 元素将被忽略
smembers <key>取出该集合的所有值。
sismember <key><value>判断集合<key>是否为含有该<value>值,有1,没有0
scard<key>返回该集合的元素个数。

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srem <key><value1><value2> .... 删除集合中的某个元素。

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spop <key>随机从该集合中吐出一个值。

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srandmember <key><n>随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。

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smove <source><destination>value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

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sinter <key1><key2>返回两个集合的交集元素。
sunion <key1><key2>返回两个集合的并集元素。
sdiff <key1><key2>返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)

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4.3 数据结构

Set数据结构是dict字典,字典是用哈希表实现的。
Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap,只不过所有的value都指向同一个对象。Redis的set结构也是一样,它的内部也使用hash结构,所有的value都指向同一个内部值。

5 Redis哈希(Hash)

5.1 简介

Redis 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Java里面的Map
用户ID为查找的key,存储的value用户对象包含姓名,年龄,生日等信息,如果用普通的key/value结构来存储
主要有以下2种存储方式:
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每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去。开销较大。


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用户ID数据冗余


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通过 key(用户ID) + field(属性标签) 就可以操作对应属性数据了,既不需要重复存储数据,也不会带来序列化和并发修改控制的问题

5.2 常用命令

hset <key><field><value>给<key>集合中的  <field>键赋值<value>
hget <key1><field>从<key1>集合<field>取出 value

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hmset <key1><field1><value1><field2><value2>... 批量设置hash的值

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hexists<key1><field>查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在。

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hkeys <key>列出该hash集合的所有field
hvals <key>列出该hash集合的所有value

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hincrby <key><field><increment>为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1   -1

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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 .

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5.3 数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种:ziplist(压缩列表),hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个数较少时,使用ziplist,否则使用hashtable。

6 Redis有序集合Zset(sorted set)

6.1 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评分(score),这个评分(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。集合的成员是唯一的,但是评分可以是重复了 。
因为元素是有序的, 所以你也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。
访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

6.2.常用命令

zadd  <key><score1><value1><score2><value2>…
将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。
zrange <key><start><stop>  [WITHSCORES]   
返回有序集 key 中,下标在<start><stop>之间的元素
带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集。

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zrangebyscore key minmax [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。

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zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]               
同上,改为从大到小排列。

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zincrby <key><increment><value>      为元素的score加上增量
zrem  <key><value>删除该集合下,指定值的元素 
zcount <key><min><max>统计该集合,分数区间内的元素个数 
zrank <key><value>返回该值在集合中的排名,从0开始。

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6.3 数据结构

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构,一方面它等价于Java的数据结构Map,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序,可以得到每个元素的名次,还可以通过score的范围来获取元素的列表。
zset底层使用了两个数据结构

  • (1)hash,hash的作用就是关联元素value和权重score,保障元素value的唯一性,可以通过元素value找到相应的score值。
  • (2)跳跃表,跳跃表的目的在于给元素value排序,根据score的范围获取元素列表。
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