Redis 数据类型 Hash 哈希

在 Redis 中，哈希类型是指值本⾝⼜是⼀个键值对结构，形如 key = "key"，value = { { field1, value1 }, ..., {fieldN, valueN } }，Redis String 和 Hash 类型⼆者的关系可以⽤下图来表⽰。

Hash 数据类型的特点

1. 键值对集合：Hash 类型可以存储多个键值对，每个键（field）都有一个对应的值（value）。

2. 二进制安全：键和值都是二进制安全的，可以包含任何数据，包括二进制数据。

3. 高效查找：无论 Hash 中存储了多少数据，查找某个键的速度都非常快。

4. 节省内存：通过将多个相关数据存储在一个键下，减少了键的数量，节省了内存。

内部编码

Redis 的 Hash 数据类型有两种内部编码方式：

1. 压缩列表（ziplist）：当 Hash 中的元素数量较少（默认小于 512 个），且每个值的大小较小（默认小于 64 字节）时，Redis 使用压缩列表来存储 Hash。

2. 哈希表（hashtable）：当 Hash 的大小超过上述阈值时，Redis 会自动切换到哈希表编码。

命令

设置和获取键值

HSET

设置 hash 中指定的字段（field）的值（value）。

语法：

HSET key field value [field value ...]

时间复杂度：插⼊⼀组 field 为 O(1), 插⼊ N 组 field 为 O(N)

返回值：添加的字段的个数。

⽰例：

HGET

获取 hash 中指定字段的值。

语法：

HGET key field

时间复杂度：O(1)

返回值：字段对应的值或者 nil。

⽰例：

HMGET

⼀次获取 hash 中多个字段的值。

语法：

HMGET key field [field ...]

时间复杂度：只查询⼀个元素为 O(1), 查询多个元素为 O(N), N 为查询元素个数.

返回值：字段对应的值或者 nil。

⽰例：

HEXISTS

判断 hash 中是否有指定的字段。

语法：

​​​​​​​HEXISTS key field

时间复杂度：O(1)

返回值：1 表⽰存在，0 表⽰不存在。

⽰例：

HDEL

删除 hash 中指定的字段。

语法：

HDEL key field [field ...]

时间复杂度：删除⼀个元素为 O(1). 删除 N 个元素为 O(N).

返回值：本次操作删除的字段个数。

⽰例：

HKEYS

获取 hash 中的所有字段。

语法：

HKEYS key

时间复杂度：O(N), N 为 field 的个数.

返回值：字段列表。

⽰例：

HVALS

获取 hash 中的所有的值。

语法：

HVALS key

时间复杂度：O(N), N 为 field 的个数.

返回值：所有的值。

⽰例：

HGETALL

获取 hash 中的所有字段以及对应的值。

语法：

GETALL key

时间复杂度：O(N), N 为 field 的个数.

返回值：字段和对应的值。

⽰例：

HLEN

获取 hash 中的所有字段的个数。

语法：

HLEN key

时间复杂度：O(1)

返回值：字段个数。

计数命令

HINCRBY

将 hash 中字段对应的数值添加指定的值。

语法：

HINCRBY key field increment

时间复杂度：O(1)

返回值：该字段变化之后的值。

示例：

HINCRBYFLOAT

HINCRBY 的浮点数版本。

语法： ​​​​​​​

HINCRBYFLOAT key field increment

时间复杂度：O(1)

返回值：该字段变化之后的值。

使用场景

下图为关系型数据表记录的两条⽤⼾信息，⽤⼾的属性表现为表的列，每条⽤⼾信息表现为⾏。

uid	name	age	city
1	James	28	Beijing
2	Johnathan	30	Xian

相⽐于使⽤ JSON 格式的字符串缓存⽤⼾信息，哈希类型变得更加直观，并且在更新操作上变得更灵活。可以将每个⽤⼾的 id 定义为键后缀，多对 field-value 对应⽤⼾的各个属性，类似如下伪代码：

UserInfo getUserInfo(long uid) {// 根据 uid 得到 Redis 的键String key = "user:" + uid;// 尝试从 Redis 中获取对应的值userInfoMap = Redis 执⾏命令：hgetall key;// 如果缓存命中（hit）if (value != null) {// 将映射关系还原为对象形式UserInfo userInfo = 利⽤映射关系构建对象(userInfoMap);return userInfo;}// 如果缓存未命中（miss），从数据库中，根据 uid 获取⽤⼾信息UserInfo userInfo = MySQL 执⾏ SQL：select * from user_info where uid = <uid>// 如果表中没有 uid 对应的⽤⼾信息if (userInfo == null) {// 响应 404return null;
}// 将缓存以哈希类型保存Redis 执⾏命令：hmset key name userInfo.name age userInfo.age city userInfo.city// 写⼊缓存，为了防⽌数据腐烂（rot），设置过期时间为 1 ⼩时（3600 秒）Redis 执⾏命令：expire key 3600// 返回⽤⼾信息return userInfo;
}

但是需要注意的是哈希类型和关系型数据库有两点不同之处：

• 哈希类型是稀疏的，⽽关系型数据库是完全结构化的，例如哈希类型每个键可以有不同的 field，⽽关系型数据库⼀旦添加新的列，所有⾏都要为其设置值，即使为 null。
• 关系数据库可以做复杂的关系查询，⽽ Redis 去模拟关系型复杂查询，例如联表查询、聚合查询等基本不可能，维护成本⾼。