一、数据结构简介

Redis支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)。

Redis 所有的数据结构都是以唯一的 key 字符串作为名称,然后通过这个唯一 key 值来获取相应的 value 数据。不同类型的数据结 构的差异就在于 value 的结构不一样。

使用桌面工具查看,默认有16个库,Redis支持多个数据库,并且每个数据库的数据是隔离的不能共享,并且基于单机才有,如果是集群就没有数据库的概念。

  002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)) 

1、String(字符串)

string 是 redis 最基本的类型,你可以理解成与 Memcached 一模一样的类型,一个 key 对应一个 value。

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jpg图片或者序列化的对象。

002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

Redis 的字符串是动态字符串,是可以修改的字符串,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,如图中所示,内部为当前字符串实际分配的空间 capacity 一般要高于实际字符串长度 len。当字符串长度小于 1M 时, 扩容都是加倍现有的空间,如果超过 1M,扩容时一次只会多扩 1M 的空间。需要注意的是 字符串最大长度为 512M。

使用基本命令 即可

set keyname test
get keyname

 桌面工具查看结构

  key-value

  002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

2、Hash(哈希)

Redis hash 是一个键值(key=>value[k-v])对集合。

Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,hash 特别适合用于存储对象。

Redis 的字典相当于 Java 语言里面的 HashMap,它是无序字典。内部实现结构上同 Java 的 HashMap 也是一致的,同样的数组 + 链表二维结构。第一维 hash 的数组位置碰撞 时,就会将碰撞的元素使用链表串接起来。 

002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

每个 hash 可以存储 232 -1 键值对(40多亿)。

hmset myhash field1 "Hello" field2 "World"
hget myhash field1
hget myhash field2

 桌面工具查看结构

key  field1  value
     field2  value

  002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

3、List(列表)

Redis 列表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)。

Redis 的列表相当于 Java 语言里面的 LinkedList,注意它是链表而不是数组。这意味着 list 的插入和删除操作非常快,时间复杂度为 O(1),但是索引定位很慢,时间复杂度为 O(n).

当列表弹出了最后一个元素之后,该数据结构自动被删除,内存被回收。

列表最多可存储 232 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

lpush mylist redis
lpush mylist rabbitmq
lpush mylist spring

lrange mylist 0 10

 桌面工具查看结构【链表】

key value1
    value2

  002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

用途:Redis 的列表结构常用来做异步队列使用。将需要延后处理的任务结构体序列化成字符 串塞进 Redis 的列表,另一个线程从这个列表中轮询数据进行处理。 

4、Set(集合)

Redis的Set是string类型的无序集合。

集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。

Redis 的集合相当于 Java 语言里面的 HashSet,它内部的键值对是无序的唯一的。它的 内部实现相当于一个特殊的字典,字典中所有的 value 都是一个值 NULL。

当集合中最后一个元素移除之后,数据结构自动删除,内存被回收。 set 结构可以用来 存储活动中奖的用户 ID,因为有去重功能,可以保证同一个用户不会中奖两次。 

集合中最大的成员数为 232 - 1(4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

4.1、无序集合【sadd命令】

添加一个 string 元素到 key 对应的 set 集合中,成功返回1,如果元素已经在集合中返回 0,如果 key 对应的 set 不存在则返回错误。

sadd key member
127.0.0.1:6379> sadd myset redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset spring
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset rabbitmq
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset rabbitmq
(integer) 0
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "redis"
2) "rabbitmq"
3) "spring"

注意:以上实例中 rabitmq 添加了两次,但根据集合内元素的唯一性,第二次插入的元素将被忽略。

桌面工具查看结构【无序不重复集合】

key value1
    value2

  002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

5、有序集合zset(sorted set)

Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。

zset 可能是 Redis 提供的最为特色的数据结构,它也是在面试中面试官最爱问的数据结 构。它类似于 Java 的 SortedSet 和 HashMap 的结合体,一方面它是一个 set,保证了内部 value 的唯一性,另一方面它可以给每个 value 赋予一个 score,代表这个 value 的排序权 重。它的内部实现用的是一种叫着「跳跃列表」的数据结构。

zset 中最后一个 value 被移除后,数据结构自动删除,内存被回收。 

不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

zadd 命令

添加元素到集合,元素在集合中存在则更新对应score

zadd key score member 
127.0.0.1:6379> zadd myzset 0 redis
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myzset 0 mongodb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myzset 0 rabbitmq
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 basic
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myzset 0 rabbitmq
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset 0 1000
1) "mongodb"
2) "rabbitmq"
3) "redis"
4) "basic"

 桌面工具查看结构【有序不重复集合】

key value2  0
    value3  0
    value1  1

002-redis-数据类型(string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合))

二、容器型数据结构的通用规则

list/set/hash/zset 这四种数据结构是容器型数据结构,它们共享下面两条通用规则:

1、create if not exists

如果容器不存在,那就创建一个,再进行操作。比如 rpush 操作刚开始是没有列表的,Redis 就会自动创建一个,然后再 rpush 进去新元素。

2、drop if no elements

如果容器里元素没有了,那么立即删除元素,释放内存。这意味着 lpop 操作到最后一个元素,列表就消失了。 

3、过期时间

Redis 所有的数据结构都可以设置过期时间,时间到了,Redis 会自动删除相应的对象。 需要注意的是过期是以对象为单位,比如一个 hash 结构的过期是整个 hash 对象的过期, 而不是其中的某个子 key。

特别注意:如果一个字符串已经设置了过期时间,然后你调用了set 方法修改了它,它的过期时间会消失。 

 

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