1. 部分数据结构和内部编码
1. 如下图所示
2. 每个数据类型都会有两种内部实现，一种是以空间换时间，另一种是时间换空间，用来处理不同的需求。
2. Redis的单线程执行模型
1. Redis对于命令的执行是串行的，也就是单线程的，在同一时刻只会执行一条命令。
2. Redis以单线程执行命令，但其速度很快，原因在于：
- 操作的数据全部存储在内存中，而内存中的数据读写操作是非常快的。（主要原因）
- 采用非阻塞IO
- 单线程执行避免了线程间的切换和竞态消耗
3. 单线程执行需要注意的一些问题：
- Redis在同一时刻只能执行一条命令，其他命令将会进行排列等待
- 不要执行执行速度很慢的命令，比如keys/flushall/flushdb等命令
3. 字符串（string）类型数据
1. key-value结构：key是一个普通字符串，string类型的value值可以是一个字符串、数字（对于数字会在内部做一个自动的转换，将字符串转为数字）或者二进制码，最大长度为512Mb
2. 使用场景：最常用的就是用作缓存，或者用做计数器、分布式锁等。
3. 使用命令：
- set key value：插入key-value数据，时间复杂度为O(1)，key若是已存在，那么就进行value更新
- setnx key value：key不存在才会插入数据，时间复杂度为O(1)，即该命令只用来插入数据
- set key value xx：key存在才会更新数据，时间复杂度为O(1)，即该命令只用来更新数据
- mset key value [key value ...]：批量插入key-value数据，时间复杂度为O(n)
- get key：依据key来获取value数据，时间复杂度为O(1)
- mget key [key ...]：批量依据key来获取value数据，时间复杂度为O(n)
- del key：依据key来删除数据，时间复杂度为O(1)
- incr key：如果key对应的value是一个数字，那么可以将该value值加1，如果不存在key，则自增后执行get key得到1
- decr key：如果key对应的value是一个数字，那么可以将该value值减1，如果不存在key，则自减后执行get key得到-1
- incrby key num：如果key对应的value是一个数字，那么可以将该value值加num，如果不存在key，则自增后执行get key得到num
- decrby key num：如果key对应的value是一个数字，那么可以将该value值减num，如果不存在key，则自减后执行get key得到-num
- getset key newValue：插入新的value字符串并且返回旧的value字符串，时间复杂度为O(1)
- append key newValue：向key对应的旧value后追加newValue，时间复杂度为O(1)
- strlen key：获取key对应的value字符串的长度，时间复杂度为O(1)，注意一个中文对应两个字节长
- incrbyfloat key floatnum：浮点数运算，如果key对应的value是一个数字，那么可以将该value值加floatnum，如果不存在key，则自增后执行get key得到floatnum，没有浮点数自减运算，但是可以通过加上一个负数来实现浮点数自减，时间复杂度为O(1)
- setrange key index value：将key对应的字符串中index下标处字符设置为value，下标从0开始
- getrange key start end：获取key对应的字符串中从下标start到end之间的字符串
4. 应用：
- 以个人博客访问计数为例，统计每一个博客页面的访问次数：incr userId:page ,userId代表的就是用户id，而page就代表每一个博客页面，userId:page组合起来就是一个key，通过自增来统计每个用户的每篇博客的访问量
4. 哈希（hash）类型数据
1. key-value结构：key是一个普通字符串，而value部分则分成两个部分，一个是属性名（field），另一个就是属性值（fvalue），可以通过可以来给value部分添加一个属性，实际上hash类型数据类似于关系型数据库，关系型数据库的表中的一行数据对应的就是一个hash类型key所对应的数据；在每一条hash类型数据的value部分中，field不能有重复的，而fvalue可以
2. 使用命令：hash相关命令均以 h 开头
- hset key field value：添加key对应的field以及field对应的value数据
- hmset key field value [key field value ...]：批量插入key field value数据，时间复杂度为O(n)
- hsetnx key field value：key对应的field不存在才会插入数据，时间复杂度为O(1)，即该命令只用来插入数据不更新数据
- hget key field：获取key对应的field的value数据
- hmget key field [field ...]：获取key对应的一批field的value数据，时间复杂度为O(n)
- hgetall key：获取key对应的所有的field以及value数据，时间复杂度为O(n)
- hvals key：获取key对应的所有的field的value数据，时间复杂度为O(n)
- hkeys key：获取key对应的所有的field，时间复杂度为O(n)
- hdel key field：删除key对应的field以及value数据
- hexists key field：判断是否存在key对应的该field
- hlen key：获取key对应的field数量
- hincrby key field intCounter：如果key对应的field对应的value是一个数字，那么可以将该value值加intCounter，如果不存在field，则自增后执行hget key field得到intCounter，自减通过增加负数即可实现
- hincrbyfloat key field floatCounter：浮点数自增，自减通过增加负数即可实现
5. 列表（list）类型数据
1. key-value结构：key是一个普通字符串，而value部分则是一个双向队列结构的数据，value部分的集合中的元素是有序的（按插入顺序排列）、可重复的，注意，列表最左端的代表头元素，而最右端的表示末尾元素，末尾元素下标可以是列表元素数量len-1，也可以用-1来表示，而开头元素下标只能是0
2. 使用命令：
- rpush key value [value ...]：从队列右边添加多个value，时间复杂度为O(n)
- lpush key value [value ...]：从队列左边添加多个value，时间复杂度为O(n)
- linsert key after|before value newValue：在某个指定数据之前或之后插入一个新数据，时间复杂度为O(n)
- lpop key ：从队列左边移出第一个数据并返回
- blpop key timeout：lpop key 的阻塞版本，timeout为阻塞超时时间，timeout=0表示永不阻塞
- rpop key ：从队列右边移出第一个数据并返回
- brpop key timeout：rpop key 的阻塞版本，timeout为阻塞超时时间，timeout=0表示永不阻塞
- lrem key count value：时间复杂度为O(n)
- count>0，从左到右，从列表中删除最多count个与value相等的值
- count<0，从右到左，从列表中删除最多 -count个与value相等的值
- count=0，从列表中删除所有与value相等的值
- ltrim key start end：截取保留下标从start到end范围之间的数据集合，时间复杂度为O(n) ，下标从0开始
- lrange key start end：获取（不删除）列表指定下标从start到end范围之间的所有数据，时间复杂度为O(n) ，下标从0开始
- lindex key index：获取（不删除）列表指定下标的数据，下标从0开始，时间复杂度为O(n)
- llen key：获取列表的长度，时间复杂度为O(1)
- lset key index newValue：设置列表中某个下标的新值
6. 集合（set）类型数据
1. key-value结构：key是一个普通字符串，而value部分则是一个数据集合，集合中的元素是无序的、不可重复的，而且支持两个集合之间的并（求并集）、交（求交集）、差（求差集）操作。
2. 使用命令：
- sadd key element [element ...]：向key所代表的集合中添加多个element，如果某个element已经存在则该element无法添加，时间复杂度为O(n)
- srem key element：从集合中移除element，时间复杂度为O(1)
- scard key：返回集合中的元素数量
- sismember key element：判断element是否存在集合中，如果存在则返回1，否则返回0
- srandmember key count：从集合中随机抽取count个元素（不删除元素）
- spop key ：从集合中随机移除一个元素并返回该元素（删除元素）
- smembers key：获取集合中的所有元素
- sdiff key1 key2：获取key1与key2两个集合之间的差集，也就是key1中有的元素而key2中没有的元素
- sinter key1 key2：获取key1与key2两个集合之间的交集，也就是key1、key2中都有的元素
- sunion key1 key2：获取key1与key2两个集合之间的并集，也就是key1、key2中的所有元素
3. 应用场景：微博的用户抽奖，就可以利用srandmember key count从参与转发的用户中随机抽取count个用户，共同关注的好友就可以利用集合间的交集操作来获取
7. 有序集合（zset）数据类型
1. key-value结构：key是一个普通字符串，而value部分则是由两部分组成，一个是score另一个就是value数据；zset集合中的元素是有序的（通过score来实现）、不可重复的（score可重复， element不可重复），而且支持两个集合之间的并（求并集）、交（求交集）、差（求差集）操作。
2. 使用命令：
- zadd key score element [score element ...]：向key所代表的集合中添加多个score element，如果某个element已经存在则该element无法添加，时间复杂度为O(logN)
- zrem key element [element ...]：从集合中移除element，时间复杂度为O(n)
- zscore key element：返回集合中该element的score值
- zincrby key incrScore element：增加或减少元素的score值
- zcard key：返回集合中的元素数量
- zrange key start end [withscores]：返回指定索引start到end范围内的升序元素，索引值从0开始，时间复杂度为O(log(n)+m)
- zrangebyscore key minScore maxScore [withscores]：返回score值在minScore 到maxScore 之间的元素，时间复杂度为O(log(n)+m)
- zcount key minScore maxScore：返回score值在minScore 到maxScore 之间的元素个数，时间复杂度为O(log(n)+m)
- zremrangebyrank key start end：删除按升序排序中从start到end之间的元素，排序从0开始，时间复杂度为O(log(n)+m)
- zremrangebyscore key minScore maxScore：删除按升序排序中score值在minScore 到maxScore 之间的元素，时间复杂度为O(log(n)+m)
- zinterstroe key1 key2：获取key1与key2两个集合之间的交集，也就是key1、key2中都有的元素
- zunionstroe key1 key2：获取key1与key2两个集合之间的并集，也就是key1、key2中的所有元素
3. 应用场景：网站中的数据排行榜可以用zset实现
