Redis 數據結構
- 2021 年 6 月 17 日
- 筆記
Redis 可以理解為一個大號的 Map，其中所有的數據都採用 key:value 的形式維護，在 Redis 中，一個 key 總是對應一個 value。其中 key 永遠是字符串，而一般提到 Redis 的數據類型，指的是其存儲的 value 的數據類型。下面介紹 Redis 常見的數據類型，並簡單介紹常見的相關指令。
string
string 是最基本的數據類型，其他幾個數據類型底層也是通過 string 來實現的。
flowchart LR
subgraph values
value-one
value-two
end
subgraph keys
key:one –> value-one
key:two –> value-two
end
subgraph values
value-one
value-two
end
subgraph keys
key:one –> value-one
key:two –> value-two
end
string 有以下幾個特點：
- string 類型用 nil 表示不存在的值，類似於編程語言中的 null。
- string 類型可存儲的最大長度為 512M。
- Redis 中沒有專門的數字類型，當一個 string 中存放的數據全部為數字、且該數字的範圍在 64位長整型範圍中時，Redis 可以將其當作數字進行操作。
基本操作
- 添加/修改數據：
set key value，當 key 已存在時會更新其對應的值，返回 OK 表示執行成功，其他很多命令執行成功時也會返回 OK，不再贅述。 - 獲取數據：
get key，當 key 不存在時返回 nil。 - 添加/修改一個或多個數據：
mset key value [key value ...]。[key value ...]表示該命令的參數可以是任意數量的 key、value 對，這種寫法與 Redis 官方文檔相同，本文也多次使用這種方式。 - 獲取一個或多個數據：
mget key [key ...]，返回的順序與參數指定的順序相同，如果參數中傳入了不存在的 key，返回結果中對應位置也會有一個 nil。 - 刪除一個或多個：
del key [key ...]，與 MySQL 類似，返回結果是一個 Integer，表示改動的記錄數量，其他很多命令執行成功也會返回 OK，不再贅述。 - 獲取字符串長度：
strlen key。 - 追加信息到原數據後：
append key value，追加完成後返回新的字符串長度。
拓展操作
數字的自增自減
- 自增一
incr key，如果 key 對應的值不是純數字字符串、或自增後會超過64位長整型範圍，該指令會報錯。 - 自增指定的整數
incrby key increment，increment 自增係數如果是負數也可以實現自減的操作。 - 自增指定的浮點數
incrbyfloat key increment - 自減一
decr key - 自減指定的整數
decrby key decrement - 沒有自減指定的浮點數命令
hash
哈希表 hash 用於分組存儲數據，可類比編程語言中的哈希數據結構，一個 key 對應一整個哈希表，哈希表中可以有多個字段 field 和字段的對應值 value，字段名和字段值都是字符串，受 string 類型特點的約束。
flowchart LR
subgraph values
subgraph hash
field-one –> value-one
field-two –> value-two
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
key –> hash
subgraph values
subgraph hash
field-one –> value-one
field-two –> value-two
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
key –> hash
哈希結構有以下幾個特點：
- 在一個哈希表中，字段不可重複，字段值可以重複。
- 仍保有哈希表的普遍特點，例如查詢效率高等。
- 每個哈希表可以存儲 232 – 1個鍵值對。
基本操作
- 添加/修改哈希表中字段和對應的值：
hset key field value [field value ...]。此外還有功能類似的hmset命令，在 Redis 官方文檔中被標記為已廢棄。 - 獲取哈希表中某個字段的值：
hget key field - 獲取哈希表中所有字段的值：
hgetall key - 獲取哈希表中某些字段的值：
hmget key field [feild ...] - 獲取哈希表中字段的數量：
hlen key - 檢查哈希表中是否存在指定的字段：
hexists key field - 刪除哈希表中某些數據：
hdel key field [field ...]
擴展操作
獨有操作
- 獲取一個哈希表中所有字段名：
hkeys key - 獲取一個哈希表中所有字段值：
hvals key
數字的自增自減
- 將一個哈希表中某個字段的值自增指定的整數：
hincrby key field increment，與前面出現的自增指令相同，increment 為負值時可以實現自減的功能。 - 將一個哈希表中某個字段的值自增指定的浮點數：
hincrbyfloat key field increment
list
列表 list 用於區分數據進出的順序，類似與編程語言中的雙端隊列，一個 key 對應一個列表，列表中存放的是元素 element，每個元素都是由 string 構成的，受 string 類型特點的約束。通過專門的、僅使用一部分命令可分別實現棧或隊列。
flowchart LR
subgraph values
subgraph element
elementone[[elementone]]
elementtwo[[elementtwo]]
elementthree[[elementthree]]
elementone<–>elementtwo<–>elementthree
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
key–>element
subgraph values
subgraph element
elementone[[elementone]]
elementtwo[[elementtwo]]
elementthree[[elementthree]]
elementone<–>elementtwo<–>elementthree
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
key–>element
- 列表中最多可以存儲 232 – 1個元素。
- 列表的相關命令較多，因為 Redis 為很多操作都提供了從左側和右側獲取兩種方式，分別以 l 和 r 開頭。
- 列表的元素可通過索引獲取，索引編號從 0 開始，-1 表示倒數第一個元素。後續命令中，index、start 和 stop 指索引的範圍。
基本操作
- 添加元素到列表中：左側添加
lpush key element [element ...]和右側添加rpush ley element [element ...]，由於列表結構的特殊性，這兩條命令不能通過覆蓋原始值的方式實現修改的功能。 - 獲取列表中指定位置的元素：
lindex key index，這條命令沒有對應的rindex命令，可以理解為此處的 l 是 list 的縮寫，而不是 left，下面兩條同理。 - 獲取列表的長度：
llen key - 獲取列表指定範圍內的元素：
lrange key start stop - 獲取並移除列表中的元素：
lpop key和rpop key
拓展操作
- 從列表左側開始，刪除指定的元素，刪除一定數量後停止：
lrem key count element。假如列表 mylist 中有幾個元素如下：a b c a b c a b c，執行命令lrem mylist 2 b後，隊列中剩下的元素是 a c a c a b c。
set
集合 set 與哈希結構類似，一個 key 對應一個集合，集合中存放的是成員 member，成員都是由 string 組成的，受 string 類型特點的約束。其底層實現方式就是在哈希的字段名上存放數據、而所有的字段值都是 nil。
flowchart LR
subgraph values
subgraph set
member-one
member-two
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
member-one –> nil
member-two –> nil
key –> set
subgraph values
subgraph set
member-one
member-two
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
member-one –> nil
member-two –> nil
key –> set
集合結構有以下幾個特點：
- 仍保有 set 集合的普遍特點，例如不能存放重複值，高效的查詢等。
- 每個集合可以存儲 232 – 1個值對。
基本操作
- 添加成員：
sdd key member [member ...]，當指定成員存在時，既不必更新也不會報錯。 - 獲取全部成員：
smembers key - 刪除數據：
srem key member [member ...]
拓展操作
獨有操作
- 獲取集合成員總數：
scard key - 判斷集合中是否包含指定成員：
sismember key member，返回 1 表示存在、返回 0 表示不存在。
隨機獲取
- 隨機獲取集合中指定數量的成員：
srandmember key [count] - 隨機獲取集合中指定數量的成員並移出集合：
spop key [count]
集合運算
- 求交集並返回結果：
sinter key [key ...] - 求並集並返回結果：
sunion key [key ...] - 求差集並返回結果：
sdiff key [key ...] - 求交集並保存結果到目標集合：
sinterstore destination key [key ...]，destination 是目標集合的 key。 - 求並集並保存結果到目標集合：
sunionstore destination key [key ...] - 求差集並保存結果到目標集合：
sdiffstore destination key [key ...] - 將原集合中某個數據轉移到目標集合中：
smove source destination member
sorted_set
有序集合 sorted_set （也縮寫為 zset）是在 set 的基礎上，又增加了用於排序的分數 score。
flowchart LR
subgraph values
subgraph set
score-one
score-two
member-one
member-two
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
score-one — member-one –> nil
score-two — member-two –> nil
key –> set
subgraph values
subgraph set
score-one
score-two
member-one
member-two
end
end
subgraph keys
subgraph key
end
end
score-one — member-one –> nil
score-two — member-two –> nil
key –> set
基礎操作
- 添加/修改成員和對應的分數：
zadd key score member [score member ...]，當 member 已存在時，這條指令可以用於更新分數。 - 獲取集合的成員總數：
zcard key - 獲取集合中指定成員對應的分數：
score key member - 刪除集合中指定的成員：
zrem key member [member ...]
根據索引操作
- 獲取指定索引範圍內的成員，按分數升序排列：
zrange key start stop [WITHSORES]，如果入參有 withscores 返回結果也會帶上成員對應的分數。 - 獲取指定索引範圍內的成員，按分數降序排列：
zrevrange key start stop [WITHSORES] - 按索引刪除數據：
zremrangebyrank key start stop
根據分數操作
- 獲取指定分數範圍內的成員，按分數升序排列：
zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]。操作分數時，默認是閉區間，可加上符號(表示開區間。[LIMIT offset count]是偏移量和計數的限制。 - 獲取指定分數範圍內的成員，按分數降序排列：
zrevrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] - 按分數刪除數據：
zremrangebyscore key min max - 計算某個分數範圍內成員總數：
zcount key min max - 返回集合中指定成員按分數升序排列後的排名：
zrank key member - 返回集合中指定成員按分數降序排列後的排名：
zrevrank key member
拓展操作
數字的自增自減
- 將集合中指定成員的數據自增：
zincrby key increment member
集合運算
- 交集：
zinterstore destination numkeys key [key ...] - 並集：
zunionstore destination numkeys key [key ...]
