数据库Redis（二）：基本数据类型

Redis中采用Key-Value键值对的形式将数据存储在数据库中，首先介绍Redis中针对键Key的操作命名。

Redis键Key相关命令

# 查看当前库所有key
keys *  # 判断某个key是否存在
exists <key>  # 查看你的key是什么类型
type <key>    # 删除指定的key数据
del <key> # 根据value选择非阻塞删除，将key从keyspace元数据中删除，真正的删除在后续异步操作。
unlink <key> # 为指定的key设置过期时间，n秒钟后过期
expire <key> <n>   # 查看指定的key还有多少秒过期，-1永不过期，-2已过期 
ttl <key> # 切换数据库
select <num>  # 查看当前数据库的key的数量
dbsize   # 清空当前库
flushdb   # 清空所有库
flushall    

Redis中提供了五种基本数据类型，字符串String、列表List、集合Set、哈希Hash、有序集合ZSet。

字符串String

String是Redis中最基本的数据类型，是二进制安全的，可以包含任何能够转化成字符串的数据，如JPG图片、序列化对象等。一个字符串value最多存储512M。

String的数据结构为简单动态字符串，可以自由修改，在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。

常用操作命令

# 添加键值对
set <key> <value>  # 只有key不存在时，设置key的值
setnx <key> <value>  # 设置key-value的同时设置过期时间
setex <key> <过期时间> <value>  # 同时设置一个或多个key-value对
mset <key1> <value1> <key2> <value2> ...# 同时设置多个key-value对，当且仅当所有key都不存在
msetnx <key1> <value1> <key2> <value2> ... # 从begin位置开始用 value 覆写key所存储的字符串值
setrange <key> <begin> <value> # 查询对应键值
get <key>   # 获取key值的 [begin, end]范围之间的值
getrange <key> <begin> <end>  # 获取key值后将key设置为新值value
getset <key> <value> # 同时获取一个或多个value
mget <key1>  <key2> <key3> ...   
# 将给定的<value>追加到原值的末尾
append <key> <value>  # 获得值的长度
strlen <key>  # 将key中存储的数字值增/减 1，只能对数字值操作
incr / decr <key># 将key中存储的数字值按照步长增减
incrby / decrby <key> <步长>  

列表List

Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序进行排序，可以在列表的头部(左边)或尾部(右边)添加新元素。列表的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标操作中间结点的性能会较差。

列表List的数据结构为快速链表quicklist，在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构称为ziplist，即压缩列表。当数据量较多时才会改成quicklist。

普通的链表需要的附加指针控件太大，会浪费空间，Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist，将多个ziplist使用双向指针串起来使用，这样既满足了快速插入删除功能，也不会出现太大的空间冗余。

常用操作命令

# 从列表左边/右边插入一个或多个值
lpush/rpush <key> <value1> <value2> <value3>...  # 从列表的左边/右边吐出一个值，值在键在，值光键亡
lpop/rpop <key>  # 从<key1>列表右边吐出一个值，插入到<key2>的左边
rpoplpush <key1> <key2>  # 按照从左到右的顺序获得<key>列表中[begin, end]区间的值：0 - 左边第一个，-1 - 右边第一个，[0,-1] - 表示获取所有；
lrange <key> <begin> <end> # 按照从左到右的顺序获取<key>列中索引下标位置的值
lindex<key> <index>   # 获得列表的长度
llen <key> # 在<value>的后面插入<newvalue>
linsert <key> before <value> <newvalue> # 从左边删除n个value
lrem <key> <n> <value>  # 将key列表中下标为index的值替换成<value>
lset <key> <index> <value>  

集合Set

Redis集合Set提供的功能类似于List，特殊之处在于Set是可以自动排重的，并且Set提供了判断某个成员元素是否存在的接口。

Redis的Set是string类型的无序集合，它底层是一个value为NULL的hash表，添加、删除、查找的时间复杂度都是O(1)。

Redis集合Set的数据结构是dict字典，采用Hash表实现的。

常用操作命令

# 在集合<key>中插入一个或多个值，已存在的值将被忽略；
sadd <key> <value1> <value2>...  # 取出该集合的所有值
smembers <key>  # 判断集合<key>中是否存在<value>，存在返回1，没有返回0；
sismembers <key> <value>  # 获取该集合<key>的元素个数；
scard <key>   # 删除集合<key>中的某些元素；
srem <key> <value1> <value2>...   # 随机从集合<key>中吐出一个元素
spop <key>  # 随机从该集合中取出n个值 ，不会从集合中删除
srandmember <key> <n>  # 把<key1>集合中的<value>移动到<key2>集合中
smove <key1> <key2> <value>  # 返回两个集合的交集元素
sinter <key1> <key2> # 返回两个集合的并集元素
sunion <key1> <key2>   # 返回两个集合的差集元素（key1集合中不包含key2集合元素的元素）
sdiff <key1> <key2>       

哈希Hash

Redis哈希Hash是一个键值对集合，是一个string类型的field和value的映射表，特别适合用于存储对象，类似Java中的Map<String, Object>。在操作时采用 key + field 来获取对应属性的数据，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。

# 给<key>中的<field>键赋值<value>
hset <key> <filed> <value>    # 为<key>中的域<field>赋值<value>，当且仅当filed不存在
hsetnx <key> <filed1> <value1>  # 批量设置<key>中的键值对
hmset  <key> <filed1> <value1>  <filed2> <value2>  # 从<key>中取出属性<field>的数据
hget <key> <field>  # 查看<key>中是否存在给定的<field>
hexist <key> <field>  # 列出<key>中所有的field
hkeys <key> # 列出<key>中所有的value
hvals <key>  # 为<key>中的域<field>的值加上增量<increment>
hincrby <key> <field> <increment>  

有序集合Zset

Redis有序集合Zset是一个没有重复元素的字符串集合，并且为集合中的每个成员关联了一个评分score，这个评分被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合中的成员是唯一的，但是评分是可以重复的。

基于元素是有序的，可以很快速地通过评分score或者次序position来获取一个范围。访问有序集合的中间元素也是非常快的，因此可以使用有序集合作为一个重复成员的智能列表。

Zset是Redis提供的一个非常特别的数据结构，一方面等价于数据结构Map<String, Double>，可以给每个元素value赋予有一个权重score；另一方面又类似于TreeSet，内部元素会按照权重score进行排序，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。

常用操作命令

# 将一个或多个member元素及其score值加入到有序集<key>中
zadd <key> <scores1> <value1> <scores2> <value2>...  # 返回有序集<key>中下标在[start, end]之间的元素，WITHSCORES选项能够同时让分数和值一起返回
zrange <key> <start> <stop> [WITHSCORES]  # 返回有序集<Key>中所有score分介于[min, max]之间的成员，成员按照score分值从小到大次序排列
zrangebyscore <key> <min> <max> [withscores] [limit offset count]   # 返回有序集<Key>中所有score分介于[min, max]之间的成员，成员按照score分值从大到小次序排列
zrevrangebyscore <key> <max> <min> [withscores] [limit offset count]   # 为元素<value>的score加上增量
zincrby <key> <increment> <value>   # 删除集合<key>中的指定元素<value>
zrem <key> <value>  # 统计该集合<key>中score分值在[min, max]之间的元素个数 
zcount <key> <min> <max>  # 返回值<value>在集合<key>中的排名，从0开始计数
zrank <key> <value>