redis数据结构设计 redis数据结构详解

一、String

1、介绍

1）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。
2）String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。
3）一个Redis中字符串value最多可以是512M
4）String的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String,缩写SDS)。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.
5）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。

2、命令

单key操作

set <key> <value>添加键值对
get <key> 查询对应键值
append <key> <value> 将给定的<value>追加到原值的末尾
strlen <key>获得值的长度
setnx <key> <value>只有在key不存在时设key的值
incr <key> 将key中储存的数字值增1,能对数子集操作，如果为空，新增值为1.
daer <key> 将key中储存的数字值减1
incrby / decrby <key><步长> 将key中储存的数字值增减。自定义步长。

多key操作

mset..key1> <value1><key2><value2> ...同时设置—个或多个key-value对
mget..key1><key2><key3> .....同时获取一个或多个value 
msetnx <key1><value1><key2><value2> ....同时设置一个或多个key-value对，当且仅当所有给定key都不存在。

其他操作

getrange <key><起始位置><结束位置>
获得值的范围，类似java中的substring，前包，后包.
setrange <key><起始位置><value>
用<value>覆写<key>所储存的字符串值，从<起始位置>开始(索引从О开始)。
setex <key><过期时间><value>
设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。
vgetset<key><value>
以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

二、List

1、介绍

1）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)。

它的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

2）List的数据结构为快速链表quickList。
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist，也即是压缩列表。它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存。当数据量比较多的时候才会改成quicklist。因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间。比如这个列表里存的只是int类型的数据，结构上还需要两个额外的指针prev和next。

 

2、命令

lpush/push..key><value1><value2><value3> .....从左边/右边插入一个或多个值。
lpop/rpop <key>从左边/右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。
rpoplpush <key1><key2>从<key1>列表右边吐出一个值，插到<key2>列表左边。
lrange <key><start><stop>按照索引下标获得元素(从左到右)
lrange mylist 0 -1 0左边第一个，-1右边第一个，(0-1表示获取所有)vlindex <key><index>按照索引下标获得元素(从左到右)
llen <key>获得列表长度，
linsert <key> before <value><newvalue>在<value>的后面插入<newvalue>插入值
lrem <key><n><value>从左边删除n个value(从左到右)
lset<key><index><value>将列表key下标为index的值替换或value-
 

 三、Set

1、介绍

1）Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当你需要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择，并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的

2）Redis的set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为null的 hash表，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)，一个算法，随着数据的增加，执行时间的长短，如果是O(1)，数据增加，查找数据的时间不变

2、命令

sadd <key> <value1><value2> ..... 
将一个或多个member元素加入到集合key中，已经存在的member元素将被忽略

smembers <key>取出该集合的所有值。
sismember<key><value>判断集合<ke公是否为含有该<value>值，有1，没有0

scard<key>返回该集合的元素个数。
srem <key><value1><value2> ....删除集合中的某个元素。

vspop <key>随机从该集合中吐出一个值。
srandmember<key><n>随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除。
smove <source><destination>value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

sinter <key1><key2>返回两个集合的交集元素。

sunion <key1><key2>返回两个集合的并集元素。
sdiff <key1><key2>返回两个集合的差集元素(key1中的，不包含key2中的)

四、Hash

1、介绍

1）hash表，比较好理解

2）Hash类型对应的数据结构是两种:ziplist(压缩列表)，hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个教较少时，使用ziplist，恩则使用hashtable。
 

2、命令

hset <key><field><value>给<key>集合中的<field>键赋值<value>

hget <key1><field>从<key1>集合<field>取出value
hmset.<key1><field1>value1><field2><value2>...批量设置hash的值

hexists<key1><field>查看哈希表key中，给定域field是否存在。

hkeys<key>列出该hash集合的所有field
hvals <key>列出该hash集合的所有value
hincrby <key><field><increment>为哈希表key中的域field 的值加上增量1 -1

hsetnx <key><field><value>将哈希表key中的域field的值设置为 value，当且仅当域field不存在.
 

五、Zset

1、介绍

1）Redis有序集合zset 与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。,不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分( score ) ,这个评分( score )被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复了。因为元素是有序的,所以你也可以很快的根据评分( score ) 或者次序( position )来获取一个范围的元素。访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

2）SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构，一方面它等价于Java的数据结构Map<String，Double>，可以给每一个元素value赋予一个权重score，另一方面它又类似于TreeSet，内部的元素会按照权重score进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过score的范围来获取元素的列表。
3）zset底层使用了两个数据结构。
        a、 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。
        b、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。

2、命令

zadd <key><score1><value1><score2><value2>...将一个或多个member元素及其score值加入到有序集key当中。

zrange <key><start><stop> [WITHSCORES]  返回有序集key 中，下标在<start><stop>之间的元素带 WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集。

zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count] 返回有序集key中，所有score值介于min和max之间(包括等于min或 max )的成员。

zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]同上，改为从大到小排列。
zincrby <key><increment><value>为元素的score加上增量

zrem <key><value>删除该集合下，指定值的元素
zcount <key><min><max>统计该集合，分数区间内的元素个数

zrank <key><value>返回该值在集合中的排名，从o开始。·