文章目录

  • 散列(hash)
  • 基本操作
  • 关联域值对
  • 获取域关联的值
  • 仅当域不存在时,关联域值对
  • 检查域是否存在
  • 删除给定的域值对
  • 获取散列包含的键值对数量
  • 批量操作
  • 一次设置或获取散列中的多个域值对
  • 获取散列包含的所有域、值、或者域值对
  • HKEYS、HVALS 和 HGETALL 示例
  • 数字操作
  • 对域的值执行自增操作
  • 散列键和字符串键
  • 效果类似的命令
  • 使用散列的好处(1):将数据放到同一个地方
  • 使用散列的好处(2):避免键名冲突
  • 对比
  • 使用散列的好处(3):减少内存占用
  • 结论
  • 示例:使用散列重新实现计数器
  • 复习
  • 复习(1/2)
  • 复习(2/2)


散列(hash)

储存多个域值对。

一个散列由多个域值对(field-value pair)组成,散列的域和值都可以是文字、整数、浮点数或者二 进制数据。同一个散列里面的每个域必 须是独一无二、各不相同的,而域的值则没有这一要求,换句话说,不同域的值可以是重复的。通过命令,用户可以对散列执行设置域值对、获取域的值、检查域是否存在等操作,也可以 让 Redis 返回散列包含的所有域、所有 值或者所有域值对。

redis del 联合keys redis key field_字符串

基本操作

关联域值对、获取域的值、检查域是否存在、获取域值对的数量,等等。

关联域值对

HSET key field value
在散列键 key 中关联给定的域值对 field 和 value 。
如果域 field 之前没有关联值,那么命令返回 1 ;
如果域 field 已经有关联值,那么命令用新值覆盖旧值,并返回 0 。 复杂度为 O(1) 。

redis> HSET message "id" 10086
(integer) 1
redis> HSET message "sender" "peter"
(integer) 1
redis> HSET message "receiver" "jack"
(integer) 1

redis del 联合keys redis key field_redis_02

获取域关联的值

HGET key field
返回散列键 key 中,域 field 所关联的值。如果域 field 没有关联值,那么返回 nil 。 复杂度为 O(1) 。

redis> HGET message "id"
"10086"
redis> HGET message "sender"
"peter"
redis> HGET message "content"
"Good morning, jack!"
redis> HGET message "NotExistsField"
(nil)

redis del 联合keys redis key field_数据库_03

仅当域不存在时,关联域值对

HSETNX key field value
如果散列键 key 中,域 field 不存在(也即是,还没有与之相关联的值),那么关联给定的域值对 field 和value 。
如果域 field 已经有与之相关联的值,那么命令不做动作。
复杂度为 O(1) 。

redis> HSETNX message "content" "Good morning, jack!"
(integer) 1
redis> HSETNX message "content" "Good morning, jack!"
(integer) 0

redis del 联合keys redis key field_数据库_04

检查域是否存在

HEXISTS key field
查看散列键 key 中,给定域 field 是否存在:存在返回 1 ,不存在返回 0 。 复杂度为 O(1) 。

redis> HEXISTS message "id"
(integer) 1
redis> HEXISTS message "sender"
(integer) 1
redis> HEXISTS message "content"
(integer) 0
redis> HEXISTS message "NotExistsField"
(integer) 0

redis del 联合keys redis key field_字符串_05

删除给定的域值对

HDEL key field [field …]
删除散列键 key 中的一个或多个指定域,以及那些域的值。
不存在的域将被忽略。命令返回被成功 删除的域值对数量。
复杂度为 O(N) ,N 为被删除的域值对数量。

redis> HDEL message "id"
(integer) 1
redis> HDEL message "receiver"
(integer) 1
redis> HDEL message "sender"
(integer) 1

redis del 联合keys redis key field_数据库_06

获取散列包含的键值对数量

HLEN key
返回散列键 key 包含的域值对数量。
复杂度为 O(1) 。

redis> HLEN message
(integer) 4
redis> HDEL message "date"
(integer) 1
redis> HLEN message
(integer) 3

redis del 联合keys redis key field_redis_07

批量操作

一次对多个域、多个值或者多个域值对进行操作。

一次设置或获取散列中的多个域值对

redis del 联合keys redis key field_redis_08

redis> HMSET message "id" 10086 "sender" "peter" "receiver" "jack"
OK
redis> HMGET message "id" "sender" "receiver"
1) "10086"
2) "peter"
3) "jack"
获取散列包含的所有域、值、或者域值对

redis del 联合keys redis key field_字符串_09


为什么命令叫 HKEYS 而不是 HFIELDS ?

对于散列来说,key 和 field 表示的是同一个意思,并且 key 比 field 更容易拼写,

所以 Redis 选择使用 HKEYS 来做命令的名字,而不是 HFIELDS 。

HKEYS、HVALS 和 HGETALL 示例
redis> HKEYS message
1) "id"
2) "sender"
3) "receiver"
4) "date"
5) "content"
redis> HVALS message
1) "10086"
2) "peter"
3) "jack"
4) "2014-8-3 3:25 p.m."
5) "Good morning, jack!"
redis> HGETALL message
1) "id" # 域
2) "10086" # 值
3) "sender" # 域
4) "peter" # 值
5) "receiver"
6) "jack"
7) "date"
8) "2014-8-3 3:25 p.m."
9) "content"
10) "Good morning, jack!"

redis del 联合keys redis key field_redis_10

数字操作

和字符串键的值一样,在散列里面,域的值也可以被解释为数字,并执行相应的数字操作。

对域的值执行自增操作

redis del 联合keys redis key field_redis_11


虽然 Redis 没有提供与以上两个命令相匹配的 HDECRBY 命令和 HDECRBYFLOAT 命令,但我们同样可以通过 将 increment 设为负数来达到做减法的效果。

redis> HINCRBY numbers x 100 # 域不存在,先将值初始化为 0 ,然后再执行 HINCRBY 操作
(integer) 100
redis> HINCRBY numbers x -50 # 传入负值,做减法
(integer) 50
redis> HINCRBYFLOAT numbers x 3.14 # 浮点数计算
"53.14"

散列键和字符串键

有一种似曾相识的感觉……

效果类似的命令

redis del 联合keys redis key field_redis_12

使用散列的好处(1):将数据放到同一个地方

散列可以让我们将一些相关的信息储存在同一个地方,而不是直接分散地 储存在整个数据库里面,这不 仅方便了数据管理,还可以尽量避免误操作发生。

redis> MSET "id" 10086 
 "sender" "peter" 
 "receiver" "jack"
 OK
 redis> HMSET message 
 "id" 10086 
 "sender" "peter" 
 "receiver" "jack"
 OK

redis del 联合keys redis key field_redis_13

使用散列的好处(2):避免键名冲突

在介绍字符串键的时候,我们说过,可以在命名键的时候,使用分割符来避免命名冲突 ,但更好的办法是直接使用散列键来储存键值对数据。 举个例子,如果我们需要储存多条消息,那么我们可能会按照格式 message:::: 的方式来创建字符串键并储存数据,比如使用 message::12345::receiver 键来储存 id 为 12345 的消息的接收者,使用 message::10086::sender 键来储存 id 为 10086 的发送者,诸如此类。但更好的办法是直接使用 message: 散列键来表示消息信息,并将与消息有关的各 项信息储存到散列的各个域里面,比如 创建 message::12345 散列,并将该消息的各项信息储存分别储存到这个散列的id 域、receiver 域和 sender 域里面。这保证了数据库中每个键的作用都是固定的、单一的,储存的信息都是被隔离的,从而最大限度地避免键名冲突。

对比

以下两个数据库分别以字符串键和散列键两种形式保存了相同的信息,但是很明 显,使用字符串键的数据库创建的键数量多,而使用散列键的数据库创建的键数量则少。随着域数量的增加,使用散列会比使用字符串少 创建很多数据库键。

redis del 联合keys redis key field_数据库_14

使用散列的好处(3):减少内存占用

在一般情况下,保存相同数量的 键值对信息,使用散列键比使用字符串键更节约内存。因为在数据库里面创建的每个键都带有数据库附加的管理信息(比如 这个键的类型、最后一次被访问的时间等等),所以数据库里面的键越多,服务器在储存附加管理信息方面耗 费的内存就越多,花在管理数据库键上的 CPU 也会越多。除此之外,当散列包含的域 值对数量比较少的时候,Redis 会自动使用一种占用内存非常少的数据结构来做散列的底层实现,在散列的数量比较多的时候,这一措施对减少内存有很大的帮助。

结论

只要有可能的话,就尽量使用散列键而不是字符串键来储存键值对数据,因为散列键管理方便、能够避 免键名冲突、并且还能够节约内存。
一些没办法使用散列键来代替字符串键的情况:

  1. 使用二进制位操作命令:因为 Redis 目前支持对字符串键进行 SETBIT、GETBIT、BITOP 等操作,如果你想使用这些操作,那么只能使用字符串 键。
  2. 使用过期功能:Redis 的键过期功能目前只能对键进行过期操作,而不能对散列的域进行过期操作,因此如果你要对键值对数据使用过期功能的话,那么只能把键值对储存在字符串里面。关于 过 期键的详细信息会在之后介绍。
示例:使用散列重新实现计数器

redis del 联合keys redis key field_数据库_15

c = Counter('page-counter', redis_client) # 创建一个名为 page-counter 的计数器
c.incr() # => 1
c.incr() # => 2

这个计数器的功能和 API ,跟之前用字符串键实现的计数器完全一样,不同之处在于,这 个实现会将所有计数器都储存在同一个散列里面,一个域 值对就是一个计数器。这个计数器的完整代码请查看 hash_counter.py 文件。

//hash_counter.py
# encoding: utf-8

# 保存所有计数器的散列键
COUNTER_KEY = 'hash-counter'

class Counter:

    def __init__(self, name, client):
        self.name = name
        self.client = client

    def incr(self, n=1):
        counter = self.client.hincrby(COUNTER_KEY, self.name, n)
        return int(counter)

    def decr(self, n=1):
        minus_n = -n
        counter = self.client.hincrby(COUNTER_KEY, self.name, minus_n)
        return int(counter)

    def reset(self, n=0):
        # 这里的代码带有竞争条件
        # 可以在学习了事务之后,回过头来进行修改
        counter = self.client.hget(COUNTER_KEY, self.name)
        if counter is None:
            counter = 0
        self.client.hset(COUNTER_KEY, self.name, n)
        return int(counter)

    def get(self):
        counter = self.client.hget(COUNTER_KEY, self.name)
        if counter is None:
            counter = 0
        return int(counter)

复习

回顾一下前面对散列键的介绍。

复习(1/2)

一个散列由多个域值对(field-value pair)组成,散列的键和值都可以是文字、整数、浮点数或者二 进制数据。
同一个散列里面的各个域必 须是独一无二的,但不同域的 值可以是重复的。
尽量使用散列键而不是字符串键来储存键值对数据,因为散列键管理方便、能够避免键名冲突、并且还 能够节约内存。

复习(2/2)

redis del 联合keys redis key field_redis del 联合keys_16