redis常用數據類型及API使用

0.通用命令

一些簡單通用命令

主要包括keys、dbsize、exists key、del key[key …] 、expire key seconds、type key

• keys(redis數據庫中所有的鍵)
  遍歷出所有的key
  keys一般不建議在生產環境中使用，生產環境的key值比較多，一方面這麼多的key值找起來很麻煩，另一方面這個是一個o(n)的操作
  keys hel*可以顯示出來所有的hel相關的
• dbsize(可以算出數據庫的大小)
  可以算出key的總數，redis內置的計數器，實時的更新redis中key的總數。時間複雜度是o(1)
• exists key
  可以判斷一個key值是否存在，key可以是任意數據類型
  如 exist a來判斷a這個鍵是否存在
• del key[key …]
  刪除指定的key，value，這個命令可以刪除多個的
  如刪除a：del a，成功刪除就是1，錯誤刪除就是0，刪除多個會返回刪除的數量
  
• expire key seconds(爲Key設置過期時間)
  key在seconds秒後過期如：
  
  ttl key
  查看當前key剩餘的過期時間
  
  persist key
  去掉key的過期時間
• type key
  返回key的類型，主要類型有string、hash、list、set、zSet、none
  

時間複雜度比較

命令	時間複雜度
keys	o(n)
dbsize	o(1)
del	o(1)
exists	o(1)
expire	o(1)
type	o(1)

數據結構和內部編碼

編碼方式（encoding）: string、hash、list、set、sorted set

單線程架構

redis使用了單線程的架構，那爲什麼使用了單線程速度還是那麼快呢？主要原因有一下幾點：

• 純內存（我們知道數據放入內存中是非常快的）
• 非阻塞IO
• 避免線程切換和競態消耗

主要還是第1條，第2、3條是起到輔助的作用
redis使用中需要注意的地方：
1.一次只運行一條命令
2.拒絕長（慢）命令
keys,flushall,flushdb,slow lua script,mutil/exec, operate big value(collection)
一般這些命令，比如你用了一個keys，而存在很多key，這樣後面的命令就會一直在等待。
3.其實redis也不是絕對的單線程，例如執行以下命令的時候，就會新開一個線程去執行
fysnc file descriptor
close file descriptor

1.字符串類型

基本結構和命令

對於redis，它的所有鍵都是字符串，它的值可以多種類型，值可以爲字符串、數字、bit形、JSON串等
字符串類型的value是不能大於512MB的，一般建議key、value在100M以內。

字符串類型的使用場景

• 緩存
• 計數器（如視頻網站的計數器，比如每次播放視頻）
• 分佈式鎖等

命令

• get(o(1))
  get key獲取key指定的value
• set(o(1))
  設置key-value
• del(o(1))
  del key,刪除指定的key
• incr(o(1))
  incr key表示自增1，如果key不存在，自增後get(key)=1
• decr(o(1))
  decr key 表示自減1，如果key不存在，自增後get(key)=-1
• incrby(o(1))
  incrby key k 表示自增k，如果key不存在，自增後get(key)=k
• decrby(o(1))
  decrby key k 表示自減k，如果key不存在，自增後get(key)=-k

實戰

• 用redis寫個小程序來記錄網站每個用戶個人主頁的訪問量？
  incr userId: pageview(單線程：無競爭)，每個userId頁面訪問量進行了區分，自增，redis是天然適合作爲計數器的，因爲它是單線程：無競爭。
• 緩存視頻的基本信息（數據源在MySQL中）
  先從緩存中根據Id取數據，如果沒有則從數據庫中取，並存入緩存中
• 分佈式id生成器
  incr id(原子操作)
• set key value(o(1))
  不管key是否存在， 都設置
• setnx key vaue(o(1))
  key不存在，才設置
• set key value xx(o(1))
  key存在才設置，相當於更新操作
• mget （o(n)）
  批量獲取key,是一個原子操作，如：mget key1 key2 key3…
  n次get=n次網絡時間+n次命令時間，像mget這種操作就可以省去大量的網絡時間，1次mget=1次網絡時間+n次命令時間。使用的時候也要節制去使用。
• mset（o(n)）
  批量設置key-value，mset key1 value1 key2 value2…

查缺補漏

• getset key newvalue o(1)
  set key newvalue並返回舊的value
• append key value o(1)
  將value追加到舊的value
• strlen key o(1)
  返回字符串的長度（注意中文）
• incrbyfloat o(1)
  增加key對應的值3.5
• getrange key start end o(1)
  獲取字符串指定下標所有的值
• setrange key index value o(1)
  設置指定下標所有對應的值
  字符串命令總結：

命令	含義	複雜度
set key value	設置key-value	o(1)
get key	獲取key-value	o(1)
del key	刪除key-value	o(1)
setnx setxx	根據key是否存在設置key-value	o(1)
Incr desc	計數	o(1)
mget mset	批量操作key-value	o(n)

2.哈希類型

重要API

所有Hash的命令都是以h開頭的，最簡單的三個命令hget、hset、hdel

• hget key field (o(1))
  獲取hash key 對應的field的value
• hset key field value（o(1)）
  設置hash key 對應field的value
• hdel key field(o(1))
  刪除hash key 對應field的value
• hexists key field(o(1))
  判斷hash key是否有field
• hlen key(o(1))
  獲取hash key field的數量
• hmget key field1 field2 … fieldN(o(n))
  批量獲取hash key 的一批field對應的值
• hmset key field1 value1 field2 value2…fieldN valueN(o(n))
  批量設置hash key的一批field value

hash實戰

• 記錄網站每個用戶個人主頁的訪問量？
  使用的命令：hincrby user:1:info pageview count

hash vs string

string	hash
get	hget
set setnx	hset hsetnx
incr incrby decr decrby	hincrby
del	hdel
mset	hmset
mget	hmget

查缺補漏

• hgetall key(o(n))
  返回hash key對應所有的field和value

• hvals key(o(n))
  返回hash key對應所有field的value

• hkeys key(o(n))
  返回hash key對應所有field

• hsetnx（o(1)）
  hsetnx key field value：設置hash key對應field的value（如field已經存在，則失敗）

• hincrby（o(1)）
  hincrby key field intCounter： hash key對應的field的value自增intCounter

• hincrbyfloat（o(1)）
  hincrbyfloat key field floatCounter
  hincrby浮點數版本

hash總結

命令	複雜度
hget、hset、hdel	o(1)
hexists	o(1)
hincrby	o(1)
hgetall、hvals、hkeys	o(n)
hmget、hmset	o(n)

3.列表類型

特點

有序、可以重複、左右兩邊插入彈出

重要API

• rpush（o(1~n)根據實際插入的元素個數來計）
  rpush key value1 value2 …valueN
  從列表右端插入值（1-N個）

• lpush（o(1~n)根據實際插入的元素個數來計）
  從列表左端插入值

• linsert(o(n))
  linsert key before | after value newValue
  在list指定的值前|後插入newValue，它的時間複雜度是o(n)因爲它要遍歷這個列表
  用法，比如：a->b->c->d
  執行linsert listkey before b java之後
  a->java->b->c->d

• lpop key(o(1))
  從列表左邊彈出一個item

• rpop key(o(1))
  從列表右邊彈出一個item

• lrem(o(n))
  

• ltrim key start end(o(n))
  按照索引範圍修剪列表

• lrange（o(n)）
  lrange key start end(包含end)，獲取列表指定索引範圍所有item

• lindex(o(n))
  lindex key index
  獲取列表指定索引的item

• llen（o(1)）
  llen key:算出列表的長度

• lset(o(n))
  lset key index newValue:設置列表指定索引值爲newValue

應用

比如微博中，你關注的人更新的微博動態，lpush

查缺補漏

• blpop（o(1)）
  blpop key timeout
  lpop阻塞版本，timeout是阻塞超時時間，timeout=0爲永遠不阻塞
• brpop (o(1))
  brpop key timeout
  rpop 阻塞版本，timeout是阻塞超時時間，timeout=0爲永遠不阻塞

Tips

• LPUSH + LPOP = Stack
• LPUSH + RPOP = Queue
• LPUSH + LTRIM = Capped Collection
• LPUSH + BRPOP = Message Queue

4.集合類型

特點

無序、無重複元素、集合間操作
所有的API都是以s開頭

集合內API和實戰

• sadd（o(1)）
  sadd key element
  向集合key添加element（如果element已經存在，添加失敗）

• srem key element(o(1))
  將集合key中的element移除掉
  

• scard user:1:follow
  計算集合大小
  

• sismember user:1:follow it (存在)
  判斷it是否在集合中
  

• srandmember user:1:follow count
  從集合中隨機挑count個元素
  

• spop user:1:follow
  
  從集合中隨機彈出一個元素

• smembers user:1:follow
  
  獲取集合所有元素，如果集合中有非常多的數據要注意，因爲redis是單線程的，這樣會阻塞。
  注意：
  spop從集合中彈出元素，srandmember不會破壞集合

應用

抽獎系統、like、贊、踩、標籤（tag）

集合間API和實戰

比如說微博中共同關注的好友呀，共同關注的興趣呀，就會用到set數據結構

• sdiff:差集
• sinter：交集
• sunion：並集
  

Tips

SADD = Tagging
SPOP/SRANDMEMBER = Random item
SADD + SINTER = Social Graph

5.有序集合類型

特點

按照scrore分值來組成有序的集合、有序集合都是以z開頭的命令

重要API

• zadd(o(logN))
  zadd key core element(可以是多對)，添加score和element

• zrem(o(1))
  zrem key element(可以是多個)
  刪除元素

• zscore（o(1)）
  zscore key element
  返回元素的分數

• zincrby(o(1))
  zincrby key increScore element
  增加或減少元素的分數

• zcard（o(1)）
  zcard key
  返回元素的總個數

• zrank
  獲取某個元素的排名

• zrange （o(log(n) + m)）
  zrange key start end [WITHSCORES]
  返回指定索引範圍內的升序元素[分值]
  WITHSCORES：是否將元素的分值進行打印

• zrangebyscore o(log(n) + m)
  zrangebyscore key minScore maxScore[WITHSCORES]
  返回指定分數範圍內的升序元素[分值]

• zcount (o(log(n) + m))
  zcount key minScore maxScore
  返回有序集合內在在指定分數範圍內的個數

• zremrangebyrank(o(log (n) + m))
  zremrangebyrank key start end
  刪除指定排名內的升序元素

• zremrangebyscore(o(log(n) + m))
  zremrangebyscore key minScore maxScore

操作：

實戰

排行榜（銷售榜、音樂排行榜、圖書排行榜）

查缺補漏

• zrevrank
• zrevrange
• zrevrangebyscore
• zinterstore
• zunionstore

有序集合總結

操作類型	命令
基本操作	zadd、zrem、zcard、zincrby、zscore
範圍操作	zrange、zrangebyscore、zcount、zremrangebyrank
集合操作	zunionstore、zinterstore