Redis 数据类型和常用命令

上篇我们大概了解了redis是什么，既然它是一个nosql数据库那么就要存储数据，那必然有数据类型，redis常用的数据类型

1. 首先我们看官网的介绍8种数据类型：

   https://redis.io/docs/manual/data-types/

• string： 二进制安全的字符串
• Lists： 按插入顺序排序的字符串元素的集合。他们基本上就是链表（linked lists）。
• Sets： 不重复且无序的字符串元素的集合。
• Sorted sets：类似Sets,但是每个字符串元素都关联到一个叫score浮动数值（floating number value）。里面的元素总是通过score进行着排序，所以不同的是，它是可以检索的一系列元素。（例如你可能会问：给我前面10个或者后面10个元素）。
• Hashes：由field和关联的value组成的map。field和value都是字符串的。这和Ruby、Python的hashes很像。
• Bit arrays： (或者说 simply bitmaps): 通过特殊的命令，你可以将 String 值当作一系列 bits 处理：可以设置和清除单独的 bits，数出所有设为 1 的 bits 的数量，找到最前的被设为 1 或 0 的 bit，等等。
• HyperLogLogs： 这是被用于估计一个 set 中元素数量的概率性的数据结构。
• Streams：5.0版本新增**append-only collections of map-like entries that provide an abstract log data type**可以用来做持久化的消息队列

实际使用中我们一般使用的是前五种即可满足绝大部分需求

1. 网络版常用数据类型【也是实际需求中常用类型】

• string 数据类型
• hash 数据类型
• list 数据类型
• set 数据类型
• zset 数据类型

另外需要注意一点，redis的命令不区分大小写，但是key值严格区分大小写，存set取get

string 数据类型

string类型是redis中最基本的数据类型，类似于java开发中的string字符串,redis中字符串类型，也就是KV,一一对应。

string 类型是二进制安全的，意思是 Redis 的 string 可以包含任何数据，比如图片或者序列化的对象，一个 redis 中字符串 value 最多可以是 512M【实际业务中不会出现如此大的V，出现可以跑路了】

相关命令

PS：

• ttl 命令可以返回 key 的剩余过期时间，单位为秒
• mset和mget这种批量处理命令，能够极大的提高操作效率。因为一次命令执行所需要的时间=1次网络传输时间+1次命令执行时间，n个命令耗时=n次网络传输时间+n次命令执行时间，而批量处理命令会将n次网络时间缩减为1次网络时间，也就是1次网络传输时间+n次命令处理时间。但是需要注意的是，Redis是单线程的，如果一次批量处理命令过多，会造成Redis阻塞或网络拥塞（传输数据量大）
• setnx可以用于实现分布式锁

特殊的String操作：INCR/DECR

前面是基本的Key-Value操作，下面介绍一种特殊的Key-Value操作即INCR/DECR，可以利用Redis自动帮助我们对一个Key对应的Value进行加减，用表格看一下相关命令：

INCR/DECR在实际工作中还是非常管用的，举两个例子：

一、计数

• 由于Redis单线程的特点，我们不用考虑并发分布式造成计数不准的问题，通过 incrby 命令，我们可以正确的得到我们想要的结果。
• 原先单机环境中统计在线人数，变成分布式部署之后可以使用INCR/DECR

二、限制次数

• 比如登录次数校验，错误超过三次5分钟内就不让登录了，每次登录设置key自增一次，并设置该key的过期时间为5分钟后，每次登录检查一下该key的值来进行限制登录。

三、秒杀场景

• 由于Redis本身极高的读写性能，一些秒杀的场景库存增减可以基于Redis来做而不是直接操作DB，一般会配合lua脚本实现，保证命令的原子性

hash 数据类型

hash 是一个键值对集合，是一个 string 类型的 key和 value 的映射表，key 还是key，但是value是一个键值对（key-value）。类比于 Java里面的 Map<String,Map<String,Object>> 集合。

操作命令

同样是存储字符串，Hash 与 String 的主要区别？

• 把所有相关的值聚集到一个 key 中，节省内存空间
• 只使用一个 key，减少 key 冲突
• 当需要批量获取值的时候，只需要使用一个命令，减少内存/IO/CPU 的消耗

使用场景

• 查询的时间复杂度是O(1)，用于缓存一些信息
• 商城购物车

List 数据类型

list 列表，它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），它的底层实际上是个链表【双向链表，*zl指针指向的是 ziplist 压缩列表，数据真正还是存储在 ziplist 中】
两大特点：

• 有序性
• 可以重复(与set对比)

  操作命令

  | 命令 | 描述 | 用法 | | —- | —- | —- | | LPUSH | （1）将一个或多个值value插入到列表key的表头
  （2）如果有多个value值，那么各个value值按从左到右的顺序依次插入表头
  （3）key不存在，一个空列表会被创建并执行LPUSH操作
  （4）key存在但不是列表类型，返回错误 | LPUSH key value [value …] | | LPUSHX | （1）将值value插入到列表key的表头，当且晋档key存在且为一个列表
  （2）key不存在时，LPUSHX命令什么都不做 | LPUSHX key value | | LPOP | （1）移除并返回列表key的头元素 | LPOP key | | LRANGE | （1）返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定
  （2）start和stop都以0位底
  （3）可使用负数下标，-1表示列表最后一个元素，-2表示列表倒数第二个元素，以此类推
  （4）start大于列表最大下标，返回空列表
  （5）stop大于列表最大下标，stop=列表最大下标 | LRANGE key start stop | | LREM | （1）根据count的值，移除列表中与value相等的元素
  （2）count>0表示从头到尾搜索，移除与value相等的元素，数量为count
  （3）count<0表示从从尾到头搜索，移除与value相等的元素，数量为count
  （4）count=0表示移除表中所有与value相等的元素 | LREM key count value | | LSET | （1）将列表key下标为index的元素值设为value
  （2）index参数超出范围，或对一个空列表进行LSET时，返回错误 | LSET key index value | | LINDEX | （1）返回列表key中，下标为index的元素 | LINDEX key index | | LINSERT | （1）将值value插入列表key中，位于pivot前面或者后面
  （2）pivot不存在于列表key时，不执行任何操作
  （3）key不存在，不执行任何操作 | LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value | | LLEN | （1）返回列表key的长度
  （2）key不存在，返回0 | LLEN key | | LTRIM | （1）对一个列表进行修剪，让列表只返回指定区间内的元素，不存在指定区间内的都将被移除 | LTRIM key start stop | | RPOP | （1）移除并返回列表key的尾元素 | RPOP key | | RPOPLPUSH | 在一个原子时间内，执行两个动作：
  （1）将列表source中最后一个元素弹出并返回给客户端
  （2）将source弹出的元素插入到列表desination，作为destination列表的头元素 | RPOPLPUSH source destination | | RPUSH | （1）将一个或多个值value插入到列表key的表尾 | RPUSH key value [value …] | | RPUSHX | （1）将value插入到列表key的表尾，当且仅当key存在并且是一个列表
  （2）key不存在，RPUSHX什么都不做 | RPUSHX key value |

PS：

• 操作**List**千万注意区分**LPUSH**、**RPUSH**两个命令，把数据添加到表头和把数据添加到表尾是完全不一样的两种结果。
• List还有BLPOP、BRPOP、BRPOPLPUSH三个命令，它们是几个POP的阻塞版本，即没有数据可以弹出的时候将阻塞客户端直到超时或者发现有可以弹出的元素为止

使用场景

一、有限集合

命令 ：lpush + ltrim

二、队列【消息队列等】

命令 ：lpush + rpop

三、栈

命令： lpush + lpop

set 数据类型

Redis 的 set 是 string类型的无序集合。

相对于List列表，集合也有两个特点：

• 无序
• 不可重复

操作命令

使用场景

• 利用集合的交并集特性，比如在社交领域，我们可以很方便的求出多个用户的共同好友，共同感兴趣的领域等
• 知乎点赞数:
  
• 京东的商品筛选

zset 数据类型

zset（sorted set有序集合），和上面的set 数据类型一样，也是 string 类型元素的集合，但是它是有序的

存储结构

• ziplist
• skiplist+dict 跳表+字典

操作命令

应用场景

一、商品的评价标签，可以记录商品的标签，统计标签次数，增加标签次数，按标签的分值进行排序

二、百度搜索热点

其它命令

Redis的Key相关操作

PS：

• 特别注意KEYS命令，虽然KEYS命令速度非常快，但是当Redis中百万、千万甚至过亿数据的时候，扫描所有Redis的Key，速度仍然会下降，由于Redis是单线程模型，这将导致后面的命令阻塞直到KEYS命令执行完。当Redis中存储的数据达到了一定量级（经验值从10W开始就值得注意了）的时候，必须警惕KEYS造成Redis整体性能下降

系统相关命令

Redis的事务

简单说一下Redis的事务机制，首先Redis的事务是由DISCARD、EXEC、MULTI、UNWATCH、WATCH五个命令来保证的：

PS：

开启事务，所有的命令都是放入队列，并不会立刻执行

接着简单说一下事务，和数据库类似的，事务保证的是两点：

• 隔离，所有命令序列化、按顺序执行，事务执行过程中不会被其他客户端发来的命令打断
• 原子性，事务中的命令要么全部执行，要么全部不执行

另外，Redis的事务并不支持回滚，这个其实网上已经说法挺多了，大致上是两个原因：

• Redis命令只会因为语法而失败（且这些问题不能再入队时被发现），或是命令用在了错误类型的键上面，也就是说，从实用性角度来说，失败的命令是由于编程错误造成的，而这些错误应该在开发的过程中被发现而不应该出现在生产环境中
• Redis内部可以保持简单且快速，因为不需要对回滚进行支持

总而言之，对Redis来说，回滚无法解决编程错误带来的问题，因此还不如更简单、更快速地无回滚处理事务。

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