Redis应用学习（二）-白红宇

Redis应用学习（二）

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发布时间：2019-06-18

本文共 5376 字，大约阅读时间需要 17 分钟。

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。