String

簡介

String是 Redis 最基本的類型，你可以理解成與Memcached 一模一樣的類型，一個 key 對應(yīng)一個 value。
String 類型是二進制安全的。意味著 Redis 的 string 可以包含任何數(shù)據(jù)。比如：jpg圖像或者序列化的對象。
String 類型是 Redis 最基本的數(shù)據(jù)類型，一個 Redis中字符串value最多可以是512M。

常用命令

set <key> <value> 添加鍵值對。

• NX：當(dāng)數(shù)據(jù)庫中key不存在時，可以將 key-value 添加數(shù)據(jù)庫。setnx key value。
• XX：當(dāng)數(shù)據(jù)庫中key存在時，可以將 key-value 添加數(shù)據(jù)庫，與NX參數(shù)互斥。
• EX：key 的超時秒數(shù)。
• PX：key 的超時毫秒數(shù)，與EX互斥。

get <key> 查詢對應(yīng)鍵值。
append <key> <value> 將給定的<value>追加到原值的末尾。
strlen <key> 獲得值得長度。
setnx <key> <value> 只有在 key 不存在時，設(shè)置 key 的值。
incr <key> 將 key 中存儲的數(shù)字值增1。
decr <key> 將key 中存儲的數(shù)字值減1，只能對數(shù)字值操作，如果為空，新增值為-1。
incrby或者decrby <key> <步長> 將key 中存儲的數(shù)字值遞增或遞減。自定義步長。
mset <key1> <value1> <key2> <value2> ... 同時獲取一個或多個 value。
msetnx <key1> <value1> <key2> <value2> ... 同時設(shè)置一個或多個 key-value 對，當(dāng)且僅當(dāng)所有給定 key 都不存在。
原子性，有一個失敗則都失敗。
getrange <key> <起始位置> <結(jié)束位置> 獲得值的范圍，類型java中的substring，前包，后包。
setrange <key> <起始位置> <value> 用<value> 覆蓋<key>所存儲的字符串值，從<起始位置>開始(索引從0開始)。
setex <key> <過期時間> <value> 設(shè)置鍵值的同時，設(shè)置過期時間，單位秒。
getset <key> <value> 以新?lián)Q舊，設(shè)置新值的同時獲得舊值。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

String 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為簡單動態(tài)字符串(Simple Dynamic String，縮寫SDS)。是可以修改的字符串，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)上類似于Java的ArrayList，采用預(yù)分配冗余空間的方式來減少內(nèi)存的頻繁分配。

如圖中所示，內(nèi)部為當(dāng)前字符串實際分配的空間 capacity 一般要高于實際字符串長度len。當(dāng)字符串長度小于1M時，擴容都是加倍現(xiàn)有的空間，如果超過 1M，擴容時一次只會擴 1M 的空間。需要注意的時字符串最大長度為 512M。

List

簡介

單鍵多值
Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。
它的底層實際是個雙向鏈表，對兩端的操作性能很高，通過索引下標(biāo)的操作中間的節(jié)點性能會較差。

常用命令

lpush/rpush <key> <value1> <value2> ...... 從左邊/右邊插入一個或多個值。
lpop/rpop <key> 從左邊/右邊取出一個值，并刪除。值在鍵在
rpoplpush <key1> <key2> 從<key1>列表取出一個值，插在<key2>列表的左邊。
lrange <key1> <start> <stop> 按照索引下標(biāo)獲得元素（從左到右）。
lrange mylist 0 -1 0左邊第一個，-1右邊第一個，（0 -1表示獲取所有）。
lindex <key> <index> 按照索引下標(biāo)獲得元素（從左到右）。
llen <key> 獲得列表長度。
linsert <key> before <value> <newvalue> 在<value>后面插入<newvalue>值。
lrem <key> <n> <value> 從左邊刪除n個value（從左到右）。
lset <key> <index> <value> 將列表key下標(biāo)為index的值替換成value。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

List的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為快速鏈表quickList
首先在列表元素較少的情況下會使用一塊連續(xù)的內(nèi)存存儲，這個結(jié)構(gòu)是ziplist，也即是壓縮列表。

它將所有的元素緊挨著一起存儲，分配的是一塊連續(xù)的內(nèi)存。
當(dāng)數(shù)據(jù)量比較多的時候才會改成quicklist。

因為普通的鏈表需要的的附加指針空間太大，會比較浪費空間。比如：列表里存的只是int類型的數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)上還需要兩個額外的指針prev和next。

Redis將鏈表和ziplist結(jié)合起來組成了quicklist。也就是將多個ziplist使用雙向指針串起來使用。這樣既滿足了快速的插入刪除性能，又不會出現(xiàn)太大的空間冗余。

Set

簡介

Redis set 對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在于set是可以自動排重的，當(dāng)你需要存儲一個列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時，set 是一個很好的選擇，并且 set 提供了判斷某個成員是否在一個 set集合內(nèi)的重要接口，這也是 list 所不能提供的。
Redis 的 set 時string類型的無序集合。它底層其實是一個value為null的hash表，所以添加、刪除、查找的復(fù)雜度都是 O(1)。
一個算法，隨著數(shù)據(jù)的增加，執(zhí)行時間的長短，如果是 O(1)，數(shù)據(jù)增加，查找數(shù)據(jù)的時間不變。

常用命令

sadd <key> <value1> <value2> ...... 將一個或多個member元素加入到集合key中，已經(jīng)存在的member元素將被忽略。
smembers <key> 取出該集合的所有值。
sismember <key> <value> 判斷集合<key>是否為含有該<value>值，有則為1，無則0。
scard <key> 返回該集合的元素個數(shù)。
srem <key> <value1> <value2> ... 刪除集合中的某個元素。
spop <key> 隨機從該集合中取出一個值，并刪除。
srandmember <key> <n> 隨機從該集合中取出n個值。不會從集合中刪除。
smove <source> <destination> value 把集合中一個值從一個集合移動到另一個集合。
sinter <key1> <key2> 返回兩個集合的交集。
sunion <key1> <key2> 返回兩個集合的并集。
sdiff <key1> <key2> 返回兩個集合的差集(key1中的，不包含key2中的)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Set 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是dict字典，字典使用哈希表實現(xiàn)的。
Java中 HashSet 的內(nèi)部實現(xiàn)使用的是 HashMap，只不過所有的 value 都指向同一個對象。
Redis的 set 結(jié)構(gòu)也是一樣，它的內(nèi)部也使用 hash 結(jié)構(gòu)，所有的 value 都指向同一個內(nèi)部值。

Hash

簡介

Redis Hash是一個鍵值對集合。
Redis Hash 是一個string類型的 field 和 value 的映射表，hash 特別適合用于存儲對象。
類似 Java 里面的Map<String,Object>
用戶ID為查找的 Key，存儲的 value 用戶對象包含姓名，年齡，生日等信息，如果用普通的 key/value 結(jié)構(gòu)來存儲，主要有以下2種存儲方式：

1. 每次修改用戶的某個屬性，先反序列化改好后再序列化回去，開銷較大。
   
2. 通過key(用戶ID)+field(屬性標(biāo)簽)就可以操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了，既不需要重復(fù)存儲數(shù)據(jù)，也不會帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題。
   

常用命令

hset <key> <field> <value> 給<key>集合種的<field>鍵賦值<value>。
hget <key1> <field> 從<key1>集合<field>取出 value。
hmset <key1> <field1> <value1> <field2> <value2>... 批量設(shè)置 hash 的值。
hexists <key1> <field> 查看哈希表 key 中，給定域 field 是否存在。
hkeys <key> 列出該 hash 集合的所有 field。
hvals <key> 列出該 hash 集合的所有 value。
hincrby <key> <field> <increment> 為哈希表 key 中的域 field的值加上增量 1 -1。
hsetnx <key> <field> <value> 將哈希表 key 中的域 field 的值設(shè)置為value，當(dāng)且僅當(dāng)域 field 不存在。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Hash類型對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是兩種：ziplist（壓縮列表），hashtable（哈希表）。當(dāng) field-value 長度較短且個數(shù)較少時，使用ziplist，否則使用hashtable。

ZSet有序集合（sorted set）

簡介

Redis有序集合 zset 與普通集合 set 非常相似，是一個沒有重復(fù)元素的字符串集合。

不同之處是有序集合的每個成員都關(guān)聯(lián)了一個評分(score)，這個評分（score）被用來按照最低分到最高分的方式排序集合中的成員。集合的成員是唯一的，但是評分可以是重復(fù)的。
因為元素是有序的，所以可以很快的根據(jù)評分（score）或者次序（position）來獲取一個范圍的元素。
訪問有序集合的中間元素也是非常快的，因此你能夠使用有序集合作為一個沒有重復(fù)成員的智能列表。

常用命令

zadd <key> <score1> <value1> <score2> <value2>... 將一個或多個member元素及其score值加入到有序集合key當(dāng)中。
zrange <key> <start> <stop> [WITHSCORES] 返回有序集key中，下標(biāo)在<strat> <stop>之間的元素。帶WITHSCORES，可以讓分?jǐn)?shù)一起和值返回到結(jié)果集。
zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count] 返回有序集key中，所有score值介于min和max之間（包括等于min或max）的成員，有序集成員按score值遞增（從小到大）次序排列。
zrevrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count] 同上，改為從大到小排列。
zincrby <key> <increment> <value> 為元素的score加上增量。
zrem <key> <value> 刪除該集合下，指定值的元素。
zcount <key> <min> <max> 統(tǒng)計該集合，分?jǐn)?shù)區(qū)間內(nèi)的元素個數(shù)。
zrank <key> <value> 返回該值在集合中的排名，從0開始。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Sorted Set(zset) 是Redis提供的一個非常特別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一方面它等價于Java的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Map<String,Double>，可以給每一個元素value賦予一個權(quán)重score，另一方面它又類似于TreeSet，內(nèi)部元素會按照權(quán)重score進行排序，可以得到每個元素的名詞，還可以通過score的范圍來獲取元素的列表。
zset底層使用了兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
(1) hash，hash的作用就是關(guān)聯(lián)元素value和權(quán)重score，保障元素value的唯一性，可以通過元素value找到相應(yīng)的score值。
(2) 跳躍表，跳躍表的目的在于給元素value排序，根據(jù)score的范圍獲取元素列表。

跳躍表（跳表）

簡介

有序集合在生活中比較常見，例如根據(jù)成績對學(xué)生排名，根據(jù)得分對玩家排名等。對于有序集合的底層實現(xiàn)，可以用數(shù)組、平衡樹、鏈表等。數(shù)組不便元素的插入、刪除；平衡樹或紅黑樹雖然效率搞但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；鏈表查詢需要遍歷所有，效率低。Redis采用的是跳躍表。跳躍表效率堪比紅黑樹，實現(xiàn)遠(yuǎn)比紅黑樹簡單。

實例

對比有序鏈表和跳躍表，從鏈表種查詢出51
（1）有序鏈表

要查找值為51的元素，需要從第一個元素開始一次查找、比較才能找到。共需要6次比較。
（2）跳躍表

從第2層開始，1節(jié)點比51節(jié)點小，向后比較。
21節(jié)點比51節(jié)點小，繼續(xù)向后比較，后面就是null了，所以從21節(jié)點向下到第1層。
在第1層，41節(jié)點比51節(jié)點小，繼續(xù)向后，61節(jié)點比51節(jié)點大，所以從41向下。
在第0層，51節(jié)點為要查找的節(jié)點，節(jié)點被找到，共查找4次。

從此可以看出跳躍表比有序鏈表效率要高。