【Redis】举例让你快速理解！Redis数据结构与命令

Redis

数据存内存，C语言实现，单线程架构

基于键值对，值可以为字符串、哈希、列表、集合、有序集合

键过期功能实现缓存，流水线功能减少网络开销

持久化（数据内存->磁盘）、主从复制（数据多副本）

高可用（故障发现与自动转移）、分布式

*奇数是不稳定版，如4.1，4.3等。偶数稳定，如5.2，5.4jk00…0

4.0.11，6.0.9，6.0.9去看更新文档

主要应用

缓存：键值过期，淘汰策略
排行榜：列表与集合
计数器：计数
社交网络：订阅和阻塞

启动与停止

服务器：任何目录下均可

redis-server

客户端

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

停止

redis-cli shutdown （nosave|save）

关闭前是否生成持久化文件

不要kill -9杀死redis，但可以kill+进程号

数据库级别的部分用法

dbsize输出键的总数

127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 4

select切换数据库

redis默认有16个数据库，不同数据库之间没有管理，可以是相同数据，但如果是使用多个数据库，最好还是用多个不同端口的redis客户端

redis-cli默认是0号数据库

select index

#切到第一个库
select 0 
#切到第16个库
select 15

flushdb&flushall清除数据库

flushdb清除当前数据库

flushall清除所有数据库

键值数目多的时候可能阻塞

键级别的部分用法

set插入与get查看

一个键值对

127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> get hello
"world"

一个列表型

127.0.0.1:6379> rpush mylist a b c d e f g
(integer) 7

get获取的键不存在，返回nil（空）

keys *遍历所有键

*是通配符，？匹配一个，[ ]批评你部分字符，\x做转义

会阻塞

127.0.0.1:6379> keys *
1) "java"
2) "hello"
3) "python"
4) "python"
127.0.0.1:6379> keys h?
1) "hello"

scan遍历所有键

防止阻塞。也可以用模式匹配

一次scan只扫描一个字典中的一部分键，完成keys *的效果要多次scan

scan cursor pattern num

cursor=0表示遍历结束

scan过程中如果有键的变化（增删改），新增的键可能遍历不到

也有hscan、sscan、zscan

127.0.0.1:6379> scan 0
1) "14"
2)  1) "x"
    2) "a"
    3) "new"
    4) "usr:1"
    5) "c"
    6) "z"
    7) "n"
    8) "union"
    9) "key"
   10) "str"

127.0.0.1:6379> scan 14
1) "23"
2)  1) "diff"
    2) "redis"
    3) "num"
    4) "python"
    5) "inter"
    6) "k"
    7) "hello"
    8) "y"
    9) "b"
   10) "wx"

127.0.0.1:6379> scan 23
1) "0"
2) 1) "hi"
   2) "ms"
   3) "mylist"
   4) "usr:2"
   5) "et"

exists判断是否存在键值对

127.0.0.1:6379> exists java
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists c
(integer) 0

del删除键

127.0.0.1:6379> del mylist
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists mylist
(integer) 0
127.0.0.1:6379> del my
(integer) 0

输出删除的个数，不存在会输出0，也可一次删多个

127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> set b 2
OK
127.0.0.1:6379> set c 3
OK
127.0.0.1:6379> del a b c
(integer) 3

expire设置键过期时间&expireat

xx时间后自动过期，redis不支持二级数据结构内的过期时间，如列表内部元素

127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> expire hello 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl hello
(integer) 5
127.0.0.1:6379> ttl hello
(integer) -2
127.0.0.1:6379> ttl python
(integer) -1

expireat后面时间用时间戳

ttl查看过期时间&pttl

大于等于0是剩余，-1没设置，-2键不存在，pttl精度更高

persist取消设置过期时间&set

*set命令执行时会取消过期时间的设定

type查看格式

127.0.0.1:6379> set str a
OK
127.0.0.1:6379> type str
string
127.0.0.1:6379> set n 012
OK
127.0.0.1:6379> type n
string
127.0.0.1:6379> rpush mylist a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> type mylist
list

rename重命名&renamenx重命名不覆盖

127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> rename hello hi
OK
127.0.0.1:6379> get hi
"world"

127.0.0.1:6379> rename hi hi
OK

#值覆盖
127.0.0.1:6379> set hi sky
OK
127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> rename hello hi
OK
127.0.0.1:6379> get hi
"world"

127.0.0.1:6379> set hi sky
OK
127.0.0.1:6379> set hello world
OK
127.0.0.1:6379> renamenx hello hi
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get hello
"world"
127.0.0.1:6379> get hi
"sky"

*如果键值比较大，重命名可能会阻塞redis

randomkey

随机从数据库返回一个键值对

move迁移不同数据库

move key database

dump迁移不同redis

开启了两个客户端连接，非原子性

dump key键值序列化

restore key ttl value复原

migrate原子迁移不同redis

是原子性的，没有开启两个客户端直接传的

单线程

命令从客户端到服务端后，放入队列中，多个客户端同时发送命令，最终执行的顺序不一定

单线程还快的原因

纯内存访问
非阻塞I/O，I/O多路复用
避免线程切换和竞态产生和消耗

数据结构

字符串

包含字符串、数字、二进制（图片音频、视频等），最大不超过512MB

int：8字节

embstr：小于等于39字节

raw：大于等于39字节

用object encoding name查询内部编码

设置set&getset

set key value ex seconds px milliseconds nx|xx

ex设置秒级过期时间

px设置毫秒过期时间

nx 当键不存在时，才可以设置成功，等效于setnx

xx 当键存在时才可以设置成功能，等效于setxx

127.0.0.1:6379> getset python p
"redis-py"

getset返回上一个赋值结果

批量操作mset&mget

127.0.0.1:6379> mset a 1 b 2 c 3
OK

127.0.0.1:6379> mget a b c d
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) (nil)

set&get: n*time_get = n*time_web +n*time_shell

mset&mget: n*time_get = 1*time_web +n*time_shell

计数

自增incr&incrby

不存在时，按0自增，不是整数会报错

127.0.0.1:6379> exists k
(integer) 0
127.0.0.1:6379> incr k
(integer) 1

127.0.0.1:6379> incr hello
(error) ERR value is not an integer or out of range

127.0.0.1:6379> incrby k 4
(integer) 5

自减decr&decrby

by指定增减长度

127.0.0.1:6379> decr k
(integer) 4

127.0.0.1:6379> decrby k 7
(integer) -3
127.0.0.1:6379> get k
"-3"

追加append

127.0.0.1:6379> append hello hello
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get hello
"worldhello"

长度strlen

127.0.0.1:6379> strlen k
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get k
"-2"
127.0.0.1:6379> strlen hello
(integer) 10

修改setrange

127.0.0.1:6379> set redis pest
OK
127.0.0.1:6379> setrange redis 0 b
(integer) 4
127.0.0.1:6379> get redis
"best"

127.0.0.1:6379> setrange redis 4 !
(integer) 5
127.0.0.1:6379> get redis
"best!"

127.0.0.1:6379> setrange redis 9 b
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get redis
"best!\x00\x00\x00\x0

注意下标从0开始，超出长度也可以

截选getrange

127.0.0.1:6379> getrange redis 0 1
"be"

左右闭区间

时间复杂度

del、mset、mget是 o（k），其余均o（1）

使用场景

MySQL做存储层——》 Redis做缓存层——》web服务，MySQL也可以直接返回到web服务层

哈希

key-value，其中value由多个field（不叫key，等效key）-value构成的集合

命令在字符串的基础上加个h，作用域是field，不是key

内部编码有ziplist（元素个数和所有值大小小于规定值，默认规定512个/ 64字节）和hashtable两种

稀疏存储

hset&hget

127.0.0.1:6379> hset usr:1 name tom
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get usr
(nil)
127.0.0.1:6379> hget usr:1 name
"tom"

hlen

127.0.0.1:6379> hset usr:1 city bj
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hlen usr:1
(integer) 2

hmset&hmget

127.0.0.1:6379> hmset usr:2 name jerry city sh
OK
127.0.0.1:6379> hmget usr:2 name city
1) "jerry"
2) "sh"

hexists

127.0.0.1:6379> hexists usr:1 age
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hexists usr:1 name
(integer) 1

hkeys

127.0.0.1:6379> hkeys usr:1
1) "name"
2) "city"
127.0.0.1:6379> keys *
1) "usr:1"
2) "usr:2"

hvals

127.0.0.1:6379> hvals user:1
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> hvals usr:1
1) "tom"
2) "bj"

*没有vals *

hgetall

127.0.0.1:6379> hgetall usr:2
1) "name"
2) "jerry"
3) "city"
4) "sh"

hincrby

*没有hincr

127.0.0.1:6379> hincrby usr:1 age 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> hincr usr:1 age
(error) ERR unknown command `hincr`, with args beginning with: `usr:1`, `age`,

时间复杂度

hdel、hgetall、hmget、hmset 是o（k）

hkeys、hvals 是 o（n）

其余操作是o（1）

列表

一个列表最多存储2³²-1个元素

两端有pop和push操作

列表元素有序，索引查找

虽然输出是从1号开始，实际下标从0开始，左右闭区间

rpush

127.0.0.1:6379> rpush listk c b a
(integer) 3

lpush

127.0.0.1:6379> lpush listk d
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "a"

lrange

如果是大列表获取中间元素的性能会变差

127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "a"
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 1
1) "c"
2) "b"

127.0.0.1:6379> lrange listk 0 4
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "A"
5) "a"

127.0.0.1:6379> lrange listk -5 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "A"
5) "a"

linsert

127.0.0.1:6379> linsert listk before a A
(integer) 5
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "A"
5) "a"

lindex

127.0.0.1:6379> lindex listk 1
"c"
127.0.0.1:6379> lindex listk -1
"a"

llen

127.0.0.1:6379> llen listk
(integer) 5

lpop

127.0.0.1:6379> lpop listk
"d"
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "A"
4) "a"

rpop

127.0.0.1:6379> rpop listk
"a"
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "A"

lrem 范围删除

lrem key count value

count = 0 都删

count>0从左删

count<0从右删

127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "d"
2) "d"
3) "d"
4) "d"
5) "c"
6) "b"
7) "A"
127.0.0.1:6379> lrem listk 2 d
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "d"
2) "d"
3) "c"
4) "b"
5) "A"

127.0.0.1:6379> lrem listk -1 d
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "c"
2) "d"
3) "c"
4) "b"
5) "A"
6) "a"
7) "a"
8) "a"

ltrim 截取

127.0.0.1:6379> ltrim listk 1 5
OK
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "A"
5) "a"

lset

127.0.0.1:6379> lset listk 4 Apple
OK
127.0.0.1:6379> lrange listk 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "A"
5) "Apple"

brpop&blpop阻塞

blpop/ brpop key/ key_list timeout

空表阻塞timeout,timeout=0一直阻塞，timeout时间结束后返回nil
一旦不为空，立刻弹出返回，即使未到timeout时间，即使该元素并不是本客户端插入的
brpop从左到右，blpop从右到左，有一个能弹出就返回
多个客户端对同一个键（列表）执行，让最先执行的客户端获得该值，其他客户端阻塞

127.0.0.1:6379> blpop listk 3
1) "listk"
2) "Apple"
127.0.0.1:6379> blpop listk 3
(nil)
(3.04s)
127.0.0.1:6379>

时间复杂度

linsert、lrem、ltrim、lset、lindex 是 o（n）

rpush、lpush 是o（k）

lrange 是o（start+n）

其余o（1）

使用场景

消息队列：lpush+brpop，阻塞，生产者与消费者问题

有限集合：lpush+ltrim

集合

内部编码：intset（元素都是整型且个数小于规定，默认规定512个），hashtable（其余情况）

sadd

返回添加成功的个数

127.0.0.1:6379> sadd ms a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> sadd ms a d
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd ms a b
(integer) 0

smembers

返回是无序的

127.0.0.1:6379> smembers ms
1) "b"
2) "a"
3) "c"
4) "d"

srem

返回删除的个数

127.0.0.1:6379> srem myset a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers myset
(empty list or set)

scard

计算元素个数

127.0.0.1:6379> scard ms
(integer) 4

sismember

127.0.0.1:6379> sismember ms d
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember ms e
(integer) 0

srandmember

随机返回几个元素

127.0.0.1:6379> srandmember ms 3
1) "d"
2) "c"
3) "b"
127.0.0.1:6379> srandmember ms 3
1) "d"
2) "a"
3) "b"

spop

随机弹出元素

127.0.0.1:6379> spop ms
"c"

sinter求交集

127.0.0.1:6379> smembers et
1) "a"
2) "f"
3) "k"
4) "h"
127.0.0.1:6379> smembers ms
1) "a"
2) "b"
3) "d"
127.0.0.1:6379> smembers wx
1) "a"
2) "d"
3) "c"
4) "k"

127.0.0.1:6379> sinter wx ms et
1) "a"

sdiff求差集

#ms有，et没有
127.0.0.1:6379> sdiff ms et
1) "d"
2) "b"

#et有，ms没有
127.0.0.1:6379> sdiff et ms
1) "f"
2) "h"
3) "k"

#wx有，ms和et都没有
127.0.0.1:6379> sdiff wx ms et
1) "c"

sunion求并集

并不会改变集合本身，输出并集

127.0.0.1:6379> sunion ms et wx
1) "a"
2) "b"
3) "k"
4) "c"
5) "d"
6) "f"
7) "h"

集合计算结果保存

127.0.0.1:6379> sinterstore inter ms et
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers inter
1) "a"

127.0.0.1:6379> sunionstore union ms et
(integer) 6
127.0.0.1:6379> smembers union
1) "f"
2) "b"
3) "a"
4) "k"
5) "d"
6) "h"

127.0.0.1:6379> sdiffstore diff ms et
(integer) 2
127.0.0.1:6379> smembers diff
1) "d"
2) "b"

时间复杂度

sadd、srem 是 o（k），k是元素个数

srandmember 是o（count）

sinter是o（a*b）a是多个集合中元素最少的个数，m是键个数

sunion、sdiff是o（k），k为运算集合的元素个数之和

其余是o（1）

使用场景

标签：给用户添加标签&给标签添加用户（在一个事务执行）、删除用户的标签&删除标签的用户（在一个事务执行）

生成随机数：spop/srandmember

社交需求：sadd+sinter

有序集合

key对应的有序集合中，每个元素由score、member构成，score是排序的指标必须为float。

score可重复，member不可重复

内部编码：ziplist、skiplist（个数超过128个，单个元素大于64字节）

zadd

有nx、xx、ch、incr可以扩展

zadd key 【nx|xx】【ch】【incr】 score member

nx的member不存在，xx必须存在（用于修改），ch返回操作结束后元素和分数变化的个数

127.0.0.1:6379> zadd z 40 ada
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd z 20 tom 23 jan 28 luka
(integer) 3

127.0.0.1:6379> zadd z nx 21 ben
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd z xx ch 30 ben
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd z incr 2 ben
"32"

zcard

计算元素个数

127.0.0.1:6379> zcard z
(integer) 5

zscore

127.0.0.1:6379> zscore z ada
"40"
127.0.0.1:6379> zscore z hans
(nil)

zrank&zrevrank

排名，小到大，大到小，返回member的名次

127.0.0.1:6379> zrank z tom
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrevrank z ada
(integer) 0

zrem

返回删除个数

127.0.0.1:6379> zrem z ben
(integer) 1

zincrby

127.0.0.1:6379> zincrby z 10 tom
"30"

zrange&zrevrange

输入的是名次

127.0.0.1:6379> zrange z 0 1
1) "jan"
2) "luka"
127.0.0.1:6379> zrange z 0 -1
1) "jan"
2) "luka"
3) "tom"
4) "ada"
127.0.0.1:6379> zrevrange z 0 1
1) "ada"
2) "tom"
127.0.0.1:6379> zrevrange z 0 1 withscores
1) "ada"
2) "40"
3) "tom"
4) "30"

最后加上withscore会返回分数

zrangebyscore&zrevrangerange

输入的是分数区间，默认闭区间，开区间加个（，或），无穷是±inf

127.0.0.1:6379> zrangebyscore z 20 30 withscores
1) "jan"
2) "23"
3) "luka"
4) "28"
5) "tom"
6) "30"

127.0.0.1:6379> zrangebyscore z (30 +inf withscores
1) "ada"
2) "40"

zcount

个数

127.0.0.1:6379> zcount z 20 30 
(integer) 3

zremrangebyrank

删除某名次到某名次的

127.0.0.1:6379> zremrangebyrank z 2 2
(integer) 1

zremrangebyscore

删除某分数段，也可以用（，），±inf

127.0.0.1:6379> zremrangebyscore z 2 25
(integer) 1

zinterstore

zinterstore destination num key

127.0.0.1:6379> zrange z 0 -1
1) "luka"
2) "momo"
3) "ada"
127.0.0.1:6379> zrange y 0 -1
1) "co"
2) "lily"
3) "momo"
4) "ray"
127.0.0.1:6379> zinterstore new 2 z y
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange new 0 -1
1) "momo"

zunionstore

zunionstore destination num key

127.0.0.1:6379> zunionstore x 2 z y
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zrange x 0 -1
1) "co"
2) "lily"
3) "luka"
4) "ray"
5) "ada"
6) "momo"

时间复杂度

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