2022-02-20 | 标签 Redis

1. Redis键（Key）

keys *查看当前库所有key (匹配：keys *1) ```shell 127.0.0.1:6379> keys * 1) “m1” 2) “k2” 3) “k1” 4) “k3”

127.0.0.1:6379> keys *1 1) “m1” 2) “k1”

2. exists key判断某个key是否存在
```shell
127.0.0.1:6379> exists k1
(integer) 1

type key 查看你的key是什么类型
```
127.0.0.1:6379> type k1
string
```

del key 删除指定的key数据

127.0.0.1:6379> del key m1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get m1
(nil)

unlink key 根据value选择非阻塞删除

仅将keys从keyspace元数据中删除，真正的删除会在后续异步操作。

127.0.0.1:6379> unlink key k4
(integer) 1

expire key 10 10秒钟：为给定的key设置过期时间 ```shell 127.0.0.1:6379> expire k3 10 (integer) 1

127.0.0.1:6379> ttl k3 (integer) -2 127.0.0.1:6379> keys * 1) “k2” 2) “k1”

ttl key 查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期
```shell
127.0.0.1:6379> ttl k1
(integer) -1

select命令切换数据库

127.0.0.1:6379> SELECT 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> SELECT 15
OK
127.0.0.1:6379[15]> SELECT 0
OK
127.0.0.1:6379> 

dbsize查看当前数据库的key的数量

127.0.0.1:6379> keys *
1) "k2"
2) "k1"
127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 2

flushdb清空当前库

127.0.0.1:6379> FLUSHDB
OK
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 0

flushall通杀全部库

2. Redis字符串(String)

2.1 简介

String是Redis最基本的类型，你可以理解成与Memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。

String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

struct sdshdr {
    int len;
    int free;
    char buf[];
};
它并不像C语言那样,使用'\0'作为判定一个字符串的结尾,而是使用了独立的len,这样可以保证即使存储的数据中有'\0'这样的字符,它也是可以支持读取的

String类型是Redis最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是512M

2.2 常用命令

set 添加键值对 ```shell set key value [EX seconds|PX milliseconds|EXAT timestamp|PXAT milliseconds-timestamp|KEEPTTL] [NX|XX] [GET]

127.0.0.1:6379> set k1 v1 OK 127.0.0.1:6379> set k1 v2 OK 127.0.0.1:6379> get k1 “v2”

*NX：当数据库中key不存在时，可以将key-value添加数据库
*XX：当数据库中key存在时，可以将key-value添加数据库，与NX参数互斥
*EX：key的超时秒数
*PX：key的超时毫秒数，与EX互斥

2. get   <key>查询对应键值
```sql
127.0.0.1:6379> get k1
"v1"

append 将给定的追加到原值的末尾

127.0.0.1:6379> APPEND k1 hello
(integer) 7
127.0.0.1:6379> get k1
"v1hello"

strlen 获得值的长度
```
127.0.0.1:6379> STRLEN k1
(integer) 7
```

setnx 只有在 key 不存在时设置 key 的值

127.0.0.1:6379> SETNX k2 v2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SETNX k1 value
(integer) 0

incr

将 key 中储存的数字值增1 只能对数字值操作，如果为空，新增值为1

127.0.0.1:6379> set k3 100
OK
127.0.0.1:6379> INCR k3
(integer) 101

decr

将 key 中储存的数字值减1 只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1

127.0.0.1:6379> DECR k3
(integer) 100

incrby / decrby <步长>将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。

127.0.0.1:6379> INCRBY k3 10
(integer) 110
127.0.0.1:6379> DECRBY k3 20
(integer) 90

mset .....

同时设置一个或多个 key-value对

127.0.0.1:6379> MSET k4 v4 k5 v5 k6 v6
OK

mget .....

同时获取一个或多个 value

127.0.0.1:6379> MGET k4 k5 k6
1) "v4"
2) "v5"
3) "v6"

msetnx .....

同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在。 原子性，有一个失败则都失败

127.0.0.1:6379> MSETNX k7 v7 k1 v1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> MSETNX k7 v7 k8 v8
(integer) 1

getrange <起始位置><结束位置>

获得值的范围，类似java中的substring，前包，后包

127.0.0.1:6379> set name muhaokang
OK
127.0.0.1:6379> GETRANGE name 2 4
"hao"

setrange <起始位置>

用覆写所储存的字符串值，从<起始位置>开始(**索引从0开始**)。

127.0.0.1:6379> SETRANGE name 2 Jooye
(integer) 9
127.0.0.1:6379> get name
"muJooyeng"
127.0.0.1:6379> SETRANGE name 2 akaKing
(integer) 9
127.0.0.1:6379> get name
"muakaKing"

**setex <过期时间>**

设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。

127.0.0.1:6379> SETEX k10 10 value
OK
127.0.0.1:6379> ttl k10
(integer) 6
127.0.0.1:6379> ttl k10
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ttl k10
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ttl k10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl k10
(integer) -2

getset

以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

127.0.0.1:6379> GETSET name xiaoer
"muakaKing"
127.0.0.1:6379> get name
"xiaoer"

2.3 数据结构

String的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String,缩写SDS)。是可以修改的字符串，内部结构实现上类似于Java的ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配. 如图中所示，内部为当前字符串实际分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。当字符串长度小于1M时，扩容都是加倍现有的空间；如果超过1M，扩容时一次只会多扩1M的空间。需要注意的是字符串最大长度为512M。

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。

3.2 常用命令

lpush/rpush .... 从左边/右边插入一个或多个值。

127.0.0.1:6379> LPUSH k1 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE k1 0 -1
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"
    
127.0.0.1:6379> RPUSH k2 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"

lpop/rpop 从左边/右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。

127.0.0.1:6379> LPOP k1
"v3"
127.0.0.1:6379> LPOP k1
"v2"
127.0.0.1:6379> LPOP k1
"v1"
127.0.0.1:6379> LPOP k1
(nil)
127.0.0.1:6379> KEYS *
1) "k2"

rpoplpush 从列表右边吐出一个值，插到列表左边。

127.0.0.1:6379> LPUSH k1 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> RPUSH k2 v11 v22 v33
(integer) 3
127.0.0.1:6379> RPOPLPUSH k1 k2
"v1"
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "v1"
2) "v11"
3) "v22"
4) "v33"

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

127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 1
1) "v1"
2) "v11"

lindex 按照索引下标获得元素(从左到右)

127.0.0.1:6379> LINDEX k2 0
"v1"
127.0.0.1:6379> LINDEX k2 2
"v22"

llen 获得列表长度

127.0.0.1:6379> LLEN k2
(integer) 4

linsert before/after 在的前/后面插入插入值

127.0.0.1:6379> LINSERT k2 before v11 newv11
(integer) 5
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "v1"
2) "newv11"
3) "v11"
4) "v22"
5) "v33"
127.0.0.1:6379> LINSERT k2 after v22 newv22
(integer) 6
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "v1"
2) "newv11"
3) "v11"
4) "v22"
5) "newv22"
6) "v33"

lrem 从左边删除n个value(从左到右)

127.0.0.1:6379> LINSERT k2 after v11 newv22
(integer) 7
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "v1"
2) "newv11"
3) "v11"
4) "newv22"
5) "v22"
6) "newv22"
7) "v33"
127.0.0.1:6379> LREM k2 2 newv22
(integer) 2
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "v1"
2) "newv11"
3) "v11"
4) "v22"
5) "v33"

lset将列表key下标为index的值替换成value

127.0.0.1:6379> LSET k2 0 mhk
OK
127.0.0.1:6379> LRANGE k2 0 -1
1) "mhk"
2) "newv11"
3) "v11"
4) "v22"
5) "v33"

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。 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 ..... 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

127.0.0.1:6379> SADD k1 v1 v2 v3 v3
(integer) 3

smembers 取出该集合的所有值。

127.0.0.1:6379> SMEMBERS k1
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"

sismember 判断集合是否为含有该值，有1，没有0

127.0.0.1:6379> SISMEMBER k1 v1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SISMEMBER k1 v4
(integer) 0

scard返回该集合的元素个数。

127.0.0.1:6379> SCARD k1
(integer) 3

srem .... 删除集合中的某个元素。

127.0.0.1:6379> SREM k1 v1 v2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> SMEMBERS k1
1) "v3"

spop **随机从该集合中吐出一个值。**

127.0.0.1:6379> SADD k2 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SPOP k2
"v1"
127.0.0.1:6379> SPOP k2
"v3"
127.0.0.1:6379> SPOP k2
"v2"
127.0.0.1:6379> SPOP k2
(nil)

127.0.0.1:6379> SADD k2 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SPOP k2 2
1) "v1"
2) "v2"
127.0.0.1:6379> SPOP k2 2
1) "v3"
127.0.0.1:6379> SPOP k2 2
(empty array)

srandmember 随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除。

127.0.0.1:6379> SADD k2 v1 v2 v3 v4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER k2 1
1) "v2"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER k2 2
1) "v2"
2) "v1"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER k2 3
1) "v2"
2) "v3"
3) "v4"
127.0.0.1:6379> SMEMBERS k2
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"
4) "v1"

smove value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

127.0.0.1:6379> SADD k1 v1 v2 v3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SADD k2 v3 v4 v5
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SMOVE k1 k2 v3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS k1
1) "v2"
2) "v1"
127.0.0.1:6379> SMEMBERS k2
1) "v4"
2) "v3"
3) "v5"

sinter 返回两个集合的交集元素。

127.0.0.1:6379> SINTER k1 k2
(empty array)
127.0.0.1:6379> SADD k3 v3 v6 v7
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SINTER k2 k3
1) "v3"

sunion 返回两个集合的并集元素。

127.0.0.1:6379> SUNION k1 k2
1) "v3"
2) "v4"
3) "v2"
4) "v1"
5) "v5"
127.0.0.1:6379> SUNION k1 k2 k3
1) "v2"
2) "v4"
3) "v6"
4) "v7"
5) "v5"
6) "v3"
7) "v1"
127.0.0.1:6379> SUNION k1 k2 k3 k4
1) "v2"
2) "v4"
3) "v6"
4) "v7"
5) "v5"
6) "v3"
7) "v1"
即使k4并不存在，依然可以取并集

sdiff 返回两个集合的**差集**元素(key1中的，不包含key2中的)

127.0.0.1:6379> SDIFF k2 k3
1) "v4"
2) "v5"

127.0.0.1:6379> SDIFF k3 k2
1) "v6"
2) "v7"

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<String,Object>

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：


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。	用户ID数据冗余


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 给集合中的键赋值

127.0.0.1:6379> HSET user:1001 id 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET user:1001 name zhangsan
(integer) 1

hget 从集合取出value

127.0.0.1:6379> HGET user:1001 id
"1"
127.0.0.1:6379> HGET user:1001 name
"zhangsan"

hmset ... 批量设置hash的值

127.0.0.1:6379> HMSET user:1002 id 2 name lisi age 30
OK

hexists查看哈希表 key 中，给定域 field 是否存在。

127.0.0.1:6379> HEXISTS user:1001 id
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HEXISTS user:1001 age
(integer) 0

hkeys 列出该hash集合的所有field

127.0.0.1:6379> HKEYS user:1002
1) "id"
2) "name"
3) "age"

hvals 列出该hash集合的所有value

127.0.0.1:6379> HVALS user:1002
1) "2"
2) "lisi"
3) "30"

hincrby 为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量1 -1

127.0.0.1:6379> HINCRBY user:1002 age 10
(integer) 40
127.0.0.1:6379> HGET user:1002 age
"40"

hsetnx 将哈希表 key 中的域 field 的值设置为value ，当且仅当域field 不存在.

127.0.0.1:6379> HSETNX user:1001 name wangwu
(integer) 0
127.0.0.1:6379> HSETNX user:1001 age 20
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HKEYS user:1001
1) "id"
2) "name"
3) "age"

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 … 将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集key 当中。

127.0.0.1:6379> ZADD topn 100 java 200 hadoop 300 spark 400 flink 500 redis
(integer) 5

**zrange [WITHSCORES] ** 返回有序集 key 中，下标在之间的元素带WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集。

127.0.0.1:6379> ZRANGE topn 0 -1
1) "java"
2) "hadoop"
3) "spark"
4) "flink"
5) "redis"
127.0.0.1:6379> ZRANGE topn 0 2
1) "java"
2) "hadoop"
3) "spark"
127.0.0.1:6379> ZRANGE topn 0 2 withscores
1) "java"
2) "100"
3) "hadoop"
4) "200"
5) "spark"
6) "300"

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。

127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE topn 100 200
1) "java"
2) "hadoop"
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE topn 100 200 withscores
1) "java"
2) "100"
3) "hadoop"
4) "200"

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

127.0.0.1:6379> ZREVRANGEBYSCORE topn 500 200
1) "redis"
2) "flink"
3) "spark"
4) "hadoop"
127.0.0.1:6379> ZREVRANGEBYSCORE topn 500 200 withscores
1) "redis"
2) "500"
3) "flink"
4) "400"
5) "spark"
6) "300"
7) "hadoop"
8) "200"

zincrby 为元素的score加上增量

127.0.0.1:6379> ZINCRBY topn 50 java
"150"

zrem 删除该集合下，指定值的元素

127.0.0.1:6379> ZREM topn redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZRANGE topn 0 -1
1) "java"
2) "hadoop"
3) "spark"
4) "flink"

zcount 统计该集合，分数区间内的元素个数

127.0.0.1:6379> ZCOUNT topn 100 300
(integer) 3

zrank 返回该值在集合中的排名，从0开始。

127.0.0.1:6379> ZRANK topn java
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZRANK topn flink
(integer) 3

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<String, Double>，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。

6.4 跳跃表（跳表）

1、简介有序集合在生活中比较常见，例如根据成绩对学生排名，根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现，可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除；平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂；链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树，实现远比红黑树简单。

2、实例对比有序链表和跳跃表，从链表中查询出51 （1）有序链表要查找值为51的元素，需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。

（2）跳跃表从第2层开始，1节点比51节点小，向后比较。 21节点比51节点小，继续向后比较，后面就是NULL了，所以从21节点向下到第1层在第1层，41节点比51节点小，继续向后，61节点比51节点大，所以从41向下在第0层，51节点为要查找的节点，节点被找到，共查找4次。

从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高

7. 应用场景