Redis-2-五种基本类型及相关命令

1.字符串类型：string
- 1.1 命令
- 1.2 实践
2.散列类型：hash
- 2.1命令
- 2.2 实践
3.列表类型：list
- 3.1 命令
- 3.2 实践
4.集合类型：set
- 4.1 命令
- 4.2 实践
5.有序集合类型：zset
- 5.1 命令
- 5.2 实践

1.字符串类型：string

字符串类型是Redis中最基本的数据类型，他能存储任何形式的字符串，包括二进制数据。 **一个字符串类型的键允许存储的数据最大容量是512MB。**
字符串类型可以用来存储用户的信息如邮箱、JSON化的对象甚至一张图片。

1.1 命令

首先需要说明的是，在Redis中，所有的redis命令都是原子操作，包括后面提到的递增命令 incr 等。

1.取值与复制：

    set key value
    get key

重新给存在的key赋值时会覆盖原有value；取值时，当key不存在时会返回空结果。

例子：

127.0.0.1:6379[1]> set name hello
OK
127.0.0.1:6379[1]> get name
"hello"
127.0.0.1:6379> set name okok
OK
127.0.0.1:6379> get name
"okok"
127.0.0.1:6379> get newName
(nil)

2.递增数字

当存储的字符串是整数的形式时，其实Redis提供了一个实用的命令 incr ，其作用是让当前的键值递增，并返回递增后的值。

127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get num
"2"

当 incr 的 key 不存在时，默认的键值是 0 ，所以第一次递增后的结果是 1 。当 incr 的 key 的值 不是整数时会报错。

127.0.0.1:6379> set eg hello
OK
127.0.0.1:6379> get eg
"hello"
127.0.0.1:6379> incr eg
(error) ERR value is not an integer or out of range

3.其他命令

1.增加指定的整数：incrby key num

2.让值递减：decr key

3.减少指定的整数：decrby key num  （相当于：incrby key -num）

4.向尾部追加值：append key add_value  (key不存在相当于set操作，key存在相当于字符串尾部拼接，返回值是字符串拼接后长度)

5.获取字符串长度：strlen key  (键不存在返回 0 )

127.0.0.1:6379> set word 你好
OK
127.0.0.1:6379> strlen word
(integer) 6
127.0.0.1:6379> get word
"\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd"

由于可存储任何类型的字符串，如上若utf-8编码的中文，“你”、“好”两个字的utf-8编码长度都是3，所以返回的长度是6。

6.同时设置/获取多个键值：
    mset key1 v1 key2 v2 key3 v3
    mget key1 key2 key3

7.位操作：
    getbit key offset
    setbit key offset value
    bitcount key [start] [end]
    bitop operation destkey key [key key ...]

1个字节是8个二进制位，Redis提供了4个命令可以直接对二进制位进行操作。具体说明见博客：https://www.cnblogs.com/lxhyty/p/11364557.html

利用为操作命令可以非常紧凑的存储布尔值。比如某网站的每个用户都有一个递增的整数ID，如果使用一个字符串类型的键配合位造作来记录每个用户的性别（或是否在线等），用户ID作为索引，对应二进制位的1、0表示男、女（在线、离线）。那么记录100万个用户的信息只需要100多KB的空间，且由于getbit、setbit的时间复杂度是O(1)，所以读取操作二进制位的性能很高。

1.2 实践

1.文章访问量统计

很容易想到，做访问量统计的时候，我们可以使用 incr 来递增访问量的值。

Redis对于key的命名没有强制的要求，但比较好的命名格式是“对象类型:对象ID:对象属性” ，如使用键user:1:friends来存储ID为1的用户的好友列表。在需要有多个单词来表示时推荐使用“.”来分割，而不是在编程时的驼峰命名，如文章的访问量的key我们是post:24:page.view ，每次访问量递增使用命令 incr post:24:page.view 。

2.生成自增ID

在关系型数据库中我们设置文章的ID字段属性为AUTO_INCREAMENT来实现自动为每篇文章生成唯一ID，而在Redis中可以通过另一种方式来实现，对每一类对象设置键为“对象类型(复数形式):count”来存储当前类型对象的数量，然后使用 incr 来增加该键的值，返回值即是新增对象的ID。

3.存储文章数据

一篇文章是由标题、作者、正文等多个元素组成的。为了用字符串类型的键值存储这些元素，我们需要用到序列化函数将他们转换成一个字符串。（因为字符串类型可以存储二进制数据，所以也可以使用MessagePack进行序列化，速度更快，占用空间也更小。）

至此，我们在某一门编程语言中可以有如下操作：（伪代码）

# 获取新文章的ID
postID = incr posts:count
# 将博客文章多个元素序列化成字符串
postData = serialize(title,content,autor,createdtime)
# 把序列化的字符串存入一个字符串类型的键中
set post:postID:data postData

2.散列类型：hash

散列类型的键值也是一种字典结构，其存储了字段和字段值的映射，一个散列类型键最多可以包含 (2^32)-1 个字段。字段值只能是字符串，不能是其他类型。同所有的redis数据类型一样，散列类型也不能嵌套其他数据类型。

散列类型适合存储对象。使用对象类别和对象ID构成 key ，使用 字段和字段值 表示对象的属性。另外在Redis中同一类对象可以有不同的字段。如对象 user:1 有字段 name、passward、money，而对象user:2除此之外还可以单独有字段email等。

2.1命令

1.复制与取值

hset 用来给新建哈希键值，也可以用来给字段赋值，hget 用来获取字段的值。

    hset key field1 value1 [field2 value2 field3 value3 ...]    # 新建哈希键值
    hset key field value    # 给哈希设置单个字段
    hmset key field1 value1 [field2 value2 ...]     # 同时设置多个字段
    hget key field     # 获取单个字段值
    hgetall key     # 获取所有字段值
    hmget key field1 [field2 field3 ...]    # 同时获取多个字段值

hset 命令不区分更新和插入操作，所以无需额外判断字段是否存在来决定进行插入还是更新操作。当字段不存在，执行的是插入操作，hset 命令会返回 1 ，字段存在，执行的是更新操作，hset 命令返回 0 。甚至当哈希键本身不存在的时候还会自动建立它。

2.判断字段存在

    hexists key field   （判断字段是否存在：存在则返回 1 ，不存在则会返回 0 ）
    hsetnx key field value   （当字段存在，不执行任何操作，返回 0 。字段不存在则赋值，返回 1 ）

再次声明，这些命令都是原子操作，不必担心竞争操作导致出错。

3.增加数字

    hincrby key field num
    # 与字符串类型的增加数字的 incrby 相似，散列类型没有 hincr ，要实现加一的功能可以用 hincrby key field 1
    # 当key或者字段field不存在时，都会自动的建立它，建立的字段在执行命令前初始整数值是 0 ，返回值是增加值之后的值。

4.删除字段

    hdel key field1 [field2 field3 ...]
    # 这条命令可以删除一个或者多个字段，返回值是被删除的字段的个数。删除不存在的字段，返回值是 0 。

5.其他命令

    1.只获取字段名：hkeys key
    2.只获取字段值：hvals key
    3.获取字段数量：hlen key

2.2 实践

1.存储文章数据

在上面我们将整个文章对象序列化后用一个字符串类型来存储，他无法对文章的某个属性做原子操作，如两个客户端同时获取并反序列化一篇文章，然后修改不同的属性后存入，那么后一个修改会覆盖前一个修改，最后只有一个属性被修改成功。另外在我们只需要对象的部分属性时，我们也不得不把整个对象取出来操作，比较消耗资源。

这里我们就可以使用哈希类型来存储文章对象了。如：

hset post:1001 title 第一篇文章 author admin content 这是我的第一篇文章 time 2019-8-15
# 只获取文章标题
hget post:1001 title
# 修改文章标题
hset post:1001 title 修改后的第一篇文章

其实存储同样的数据，散列类型往往比字符串类型更加节约空间，这和redis数据类型的底层实现有关。

3.列表类型：list

列表类型可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表的两端添加元素，或者获得列表的某一个片段。与散列类型一样，一个列表类型最多能容纳 (2^32)-1 个元素。

Redis的列表内部是使用双向链表实现的，所以在列表两端操作元素的时间复杂度为O(1)，获取越接近两端的元素速度越快。不过使用链表的代价是通过索引访问元素比较慢。由于可以在两端操作，我们可以将其作为队列或者栈来使用。

3.1 命令

1.向列表两端添加元素：

    lpush key value [value value ...]   # 在列表左端添加元素
    rpush key value [value value ...]   # 在列表右端添加元素
    # 返回值是 增加元素后的列表长度。

2.从列表两端弹出元素：

    lpop key    # 从列表左端弹出元素
    rpop key    # 从列表右端弹出元素
    # 返回值是被弹出的元素

3.获取列表元素个数：

    llen key    # 注意是两个"l"字母

这个命令的时间复杂度是O(1)，因为列表直接存储了当前元素的个数，使用时Redis会直接读取现成的值，而不需要像部分关系数据库那样遍历一次数据表。

4.获取列表片段：

    lrange key start stop   # 从列表左端开始获取列表片段
    # 返回索引从start到stop之间的所有元素，包括了start和stop本身的元素（即闭区间）。

列表的起始索引是0，lrange命令也支持负索引，表示从列表右端开始计算次序，如"-1"表示最右边第一个元素，"-2"表示最右边倒数第二个元素，以此类推。如：lrange key -3 -1 表示返回列表的最右边的三个元素。

注意：
(1) 如果start比stop大，则返回空列表。
(2) 如果stop大于实际索引范围，则会返回到列表最右边的元素。

5.删除列表中指定的值：

    lrem key count value
    # 删除列表中前count个值为value的元素，返回实际被删除的元素的个数。

当 count > 0 时，从列表左端开始删除。
当 count < 0 时，从列表右端开始删除。
当 count = 0 时，删除列表所有值为value的元素。

6.其他命令：

    1.获取指定索引的元素值：lindex key index
    2.设置指定索引的元素值：lset key index value
    3.只保留列表的指定片段：ltrim key start stop    (删除start之前和stop之后的所有元素)
    4.向列表插入元素：linsert key before|after pivot value
        在列表中从左开始查找值为pivot的元素，然后根据是before还是after决定在它前面还是后面插入value，返回插入后元素的个数。
    5.将元素从一个列表转移到另一个列表：rpoplpush lista listb   (从lista弹出最右端的元素添加到listb的左边，返回值是这个元素的值)

3.2 实践

列表可以用来存储如文章ID，以实现显示文章列表、文章列表分页的目的，存储评论列表等。因为是双向链表实现，有队列栈的特性，在一些场合也非常适用，如“新鲜事”，“日志”等，他们很少访问中间元素。

4.集合类型：set

集合中每个元素都不相同，且没有顺序。一个集合类型最多可以存储 (2^32)-1 个字符串。

集合类型在Redis内部是使用值为空的散列表(hash table)实现的，所以添加、删除、判断等操作时间复杂度都是O(1)。多个集合之间也可以进行并集、交集、差集运算。

4.1 命令

1.增加/删除元素：

    sadd key value [value ...]  # 添加元素，key不存在时自动创建。返回值是成功加入的元素个数。
    srem key value [value ...]  # 删除元素，返回值是成功删除的元素个数。

2.获取集合所有元素：

    smembers key

3.判断某个元素是否在集合中：

    sismember key value     # 存在时返回 1 ，不存在时返回 0

4.集合运算：

    sdiff key1 [key2 ...]   # 差集运算。运算结果为：key1 - key2 - ...
    sinter key1 [key2 ...]  # 交集运算。运算结果为：key1 n key2 n ...
    sunion key1 [key2 ...]  # 并集运算。运算结果为：key1 u key2 u ...

5.其他命令：

1.获取集合元素的个数：scard key
2.从集合弹出一个元素：spop key  （随机弹出一个元素）
3.随机获取集合中的元素：srandmember key [count]    (count可以指定获取的元素个数，不写则默认获取一个元素)
4.进行集合运算并将结果存储：
    sdiffstore res key1 [key2 ...]   # 差集运算。运算结果存储在集合 res 中
    sinterstore res key1 [key2 ...]  # 交集运算。运算结果存储在集合 res 中
    sunionstore res key1 [key2 ...]  # 并集运算。运算结果存储在集合 res 中

4.2 实践

集合可以存储如文章标签等数据，通过标签来查询文章。

5.有序集合类型：zset

在集合的基础上为每个元素都关联了一个分数，以此来实现有序。可以获取分数最高（最低）的前N个元素、获取指定分数范围内的元素等与分数有关的操作。虽然集合中每个元素不同但他们的分数可以相同。

列表通过链表实现，所以获取中间元素较慢，但有序集合类型是使用散列表和跳跃表实现的，所以即使读取位于中间的数据速度也会很快（时间复杂度O(log(N))）。有序集合可以通过调整元素的分数来简单的改变元素的位置。有序集合比列表更加耗费内存。

5.1 命令

1.增加元素：

    zadd key score member [score member ...]

若加入的元素已经存在，则只会更新它的分数，zadd 返回值是成功新加入有序集合的元素个数（更新分数不算）。这个分数可以是整数也可以是双精度浮点数，另外"+inf"和"-inf"表示正无穷和负无穷。

2.获取元素的分数：

    zscore key member

3.获取在某个位置区间的元素列表：

    zrange key start stop [withscore]   # 结果按照分数从小到大排列
    zrerange key start stop [withscore]     # 结果按照分数从大到小排列

zrange命令的时间复杂度是O(logn+m)。它与lrange命令相似，都是闭区间，可用负索引。如果排列结果要加上分数则命令尾部加上 withscore 。

4.获取指定分数范围的元素：

    zrangebyscore key min max [withscore] [limit offset count]

该命令按从小到大的顺序返回分数在min和max(包括min、max)之间的元素。如果希望不包含端点值，即开区间，可以在分数前加上"("符号，如：zrangebyscore grad 80 (100

与sql语句一样，limit offset count 表示在获取到的元素列表的基础上向后便宜offset个元素，且只获取前count个元素。

5.增加某个元素的分数：

    zincrby key num member  # num表示给member增加的分数，可以是负数表示减分数。