【Redis入门篇】| 常见数据结构介绍、Redis常见命令（文末送书）

2023-04-22

类型 key user

目录一：常见数据结构介绍、Redis常见命令1.Redis数据结构介绍2.Redis通用命令3.String类型4.Hash类型5.List类型6.Set类型7.SortedSet类型图书推荐一：常见数据结构介绍、Redis常见命令1.Redis数据结构介绍Redis是一个key-value的数据库

一：常见数据结构介绍、Redis常见命令

1. Redis数据结构介绍

2. Redis通用命令

3. String类型

4. Hash类型

5. List类型

6. Set类型

7. SortedSet类型

图书推荐

一：常见数据结构介绍、Redis常见命令

1. Redis数据结构介绍

Redis是一个key-value的数据库，key一般是String类型，不过value的类型多种多样：

基本类型：String、Hash、List、Set、SortedSet

特殊类型：GEO、BitMap、HyperLog

Redis为了方便我们学习，将操作不同数据类型的命令也做了分组，在官网（ https://redis.io/commands ）可以查看到不同的命令：

通过官方文档查看

通过命令行进行查看（要先进入客户端）

2. Redis通用命令

通用指令是部分数据类型的，都可以使用的指令，常见的有：

①KEYS：查看符合模板的所有key；

②DEL：删除一个指定的key；

③EXISTS：判断key是否存在；

④EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除；

⑤TTL：查看一个key的剩余有效期；

通过help [command] 可以查看一个命令的具体用法，例如：

（1） KEYS：查看符合模板的所有key

不建议在生产环境设备上使用，因为模糊查询比较慢，数据多的话可能要搜很长时间；又因为redis是单线程，在搜索的这段时间内是无法执行其它的命令，被阻塞！


keys *    #查看所有的key
keys a*   #查看所有的以a开头的key

（2）DEL：删除一个指定的key

通过帮助文档查看

实操

①先使用mset批量插入数据（后面会讲）

mset key value key value.....

②进行删除操作：单个删除或者批量删除

（3）EXISTS：判断key是否存在

通过帮助文档查看

实操

（4）EXPIRE：给一个key设置有效期，有效期到期时该key会被自动删除

通过帮助文档查看

expire是很常用的，redis是把数据存储到内存中的，如果长时间不清理内存肯定会被撑爆；所以对于验证码登录的验证信息等，我们可以设置存活时间，过一段时间就删除。

实操

（5）TTL：查看一个KEY的剩余有效期

通过帮助文档查看

实操

-1：代表此时的key有效期是永久；

-2：代表此时的key已经被删除了，不存在了；

①对于age字段没有设置有效期，结果就是-1，表示永久有效

②对于age字段设置有效期，有效期一直在自动减少，直到结果是-2，表示已经被删除、不存在

3. String类型

String类型，也就是字符串类型，是Redis中最简单的存储类型！

其value是字符串，不过根据字符串的格式不同，又可以分为3类：

①string：普通字符串；

②int：整数类型，可以做自增、自减操作；

③float：浮点类型，可以做自增、自减操作；

总结：不管是哪种格式，底层都是字节数组形式存储，只不过是编码方式不同。

注：字符串类型的最大空间不能超过512m！

String类型的常见命令

①SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对；

②GET：根据key获取String类型的value；

③MSET：批量添加多个String类型的键值对；

④MGET：根据多个key获取多个String类型的value；

⑤INCR：让一个整型的key自增1；

⑥INCRBY：让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增；

注：改成负数就可以完成自减的操作；实际上有一个专门负责自减的decr！

⑦INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长；

⑧SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行；

注：注意set的区别，set添加时如果已存在会覆盖已有的值，而setnx是根本不会执行！实际上setnx是一个组合命令，setnx name jack，就等价于set name jack nx！

⑨SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期；

注：setex就等价于先添加在设置有效期，也是一个组合命令，如：setex name 10 jack就等价于set name jack 和 expire name 10，或者合成一步：set name jack ex 10！

思考：Redis没有类似MySQL中的Table的概念，我们该如何区分不同类型的key呢？

例如：需要存储用户、商品信息到redis，有一个用户id是1，有一个商品id恰好也是1，此时id是一样的，存入redis岂不是会产生冲突？

key的结构：Redis的key允许有多个单词形成层级结构，多个单词之间用':'隔开，格式如下：

项目名:业务名:类型:id

这个格式并非固定，也可以根据自己的需求来删除或添加词条；例如我们的项目名称叫 oa，有user和product两种不同类型的数据，我们可以这样定义key：

user相关的key：oa:user:1

product相关的key：oa:product:1

如果Value是一个Java对象，例如一个User对象，则可以将对象序列化为JSON字符串后存储：

KEY	VALUE
heima:user:1	{"id":1, "name": "Jack", "age": 21}
heima:product:1	{"id":1, "name": "小米11", "price": 4999}

使用“冒号:”隔开，很自然的会形成层级结构！例如：存入以下数据


set hema:user:1 '{"id":1, "name":"Jack", "age": 21}'
set hema:user:2 '{"id":2, "name":"Rose", "age": 18}'
set hema:product:1 '{"id":1, "name":"小米11", "price": 4999}'
set hema:product:2 '{"id":2, "name":"荣耀6", "price": 2999}'

此时通过命令行客户端界面，没有什么特殊之处，就是key长一些

但是我们打开图像界面客户端，就会发现是层级结构

4. Hash类型

Hash类型，也叫散列，其value是一个无序字典，类似于Java中的HashMap结构！

（1）String结构是将对象序列化为JSON字符串后存储，当需要修改对象某个字段时很不方便：

KEY	VALUE
heima:user:1	{name:"Jack", age:21}
heima:user:2	{name:"Rose", age:18}

（2）Hash结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD：

KEY	VALUE
KEY	field	value
heima:user:1	name	Jack
heima:user:1	age	21
heima:user:2	name	Rose
heima:user:2	age	18

Hash类型的常见命令

①HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值；

②HGET key field：获取一个hash类型key的field的值；

③HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值；

④HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值；

⑤HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value；

⑥HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field；

⑦HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value；

⑧HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长；

⑨HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行；

①HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值


hset heima:user:3 name lucy
hset heima:user:3 age 18

注意是相同的key

注：相当于存储key和value，而value又是一个field和value，想要修改直接进行覆盖即可！

存储结构：

②HGET key field：获取一个hash类型key的field的值


hget heima:user:3 name
hget heima:user:3 age

正常取值

③HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值

注：实际上hset现在也可以批量添加，hmset和hset现在功能相同！

hmset heima:user:4 name zhangsan age 15 sex 男

进行批量添加

存储结构：

④HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值

hmget heima:user:4 name age sex

批量获取

⑤HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value

hgetall heima:user:4

根据key获取value中的field+value

⑥HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field

hkeys heima:user:4

根据key获取value中的field

⑦HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value

hvals heima:user:4

根据key获取value中的value

⑧HINCRBY：让一个hash类型key的字段值自增并指定步长


hincrby heima:user:4 age  2 #自增
hincrby heima:user:4 age -2 #自减

根据key，设置value的field字段的增长步长

⑨HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

hsetnx heima:user:4 height 1.78

复合命令，添加一个新的key的field值（不存在就添加，存在就不执行）

5. List类型

Redis中的List类型与Java中的LinkedList类似，可以看做是一个双向链表结构；既可以支持正向检索和也可以支持反向检索！

特征也与LinkedList类似：

①有序

②元素可以重复

③插入和删除快

④查询速度一般

注：常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等！

List类型的常见命令

①LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素

②LPOP key：取出、移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil

③RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素

④RPOP key：取出、移除并返回列表右侧的第一个元素

⑤LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素

⑥BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

①LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素

lpush user 1 2 3 #从左边插入3个数据

存储结构：是逆序的

②LPOP key ：取出、移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil；也可以指定具体的个数


lpop user #一个一个取
lpop user 2 #一下子取出两个，自己指定数量

明面上是从左侧取出数据，也就是3和2

实际上也从列表中移除这两个数据了

注：既能取出数据又同时把这些数据移除！

③RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素

rpush user 4 5 6 #从右边插入3个数据

存储结构：相当于一个横这的栈结构： 3<--2<--1(第一个数据)-->4-->5-->6

④RPOP key：取出、移除并返回列表右侧的第一个元素

rpop user 2 #取出右侧的两个数据

从右侧取出两个数据，也就是6和5，同时也会从列表中移除

当没有数据可取时，就会返回nil

⑤LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素

lrange user 2 4 #取出2-4角标范围的元素

重新插入数据，此时数据如下：

角标下标是从0开始的，2-4就对应着1、4、5元素

⑥BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似；在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

使用lpop取出数据

lpop users #取出一个数据

对于一个列表中没有元素，使用LPOP取数据会返回nil

使用blpop取出数据

blpop users 10 #取出一个数据

对于一个列表中没有元素，使用BLPOP取数据会进入阻塞状态

等待10秒过后，如果此列表中还没有元素，也会返回nil

思考1：如何利用List结构模拟一个栈?

栈是先进后出、后进先出的数据结构，并且入口和出口在同一边；所以就可以使用LPUSH、LPOP或者RPUSH、RPOP进行模拟实现！

思考2：如何利用List结构模拟一个队列?

队列是先进先出、后进后出的数据结构，并且入口和出口在不同边；所以可以使用LPUSH、RPOP或者RPUSH、LPOP进行模拟实现！

思考3：如何利用List结构模拟一个阻塞队列?

首先是队列，然后是阻塞；入口和出口在不同边，出队时采用BLPOP或BRPOP即可！

6. Set类型

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap；因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征：

①无序；

②元素不可重复；

③查找快；

④支持交集、并集、差集等功能；

Set类型的常见命令

①SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素

②SREM key member ... : 移除set中的指定元素

③SCARD key：返回set中元素的个数

④SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中

⑤SMEMBERS：获取set中的所有元素

①SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素

sadd s1 a b c #添加a b c元素

执行结果

②SREM key member ... : 移除set中的指定元素

srem s1 a #移除指定的a元素

执行结果

③SCARD key：返回set中元素的个数

scard s1 #查看s1列表中的元素个数

执行结果

④SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中


sismember s1 a #a已经删除了，返回0
sismember s1 b #b没有删除，返回1

执行结果

⑤SMEMBERS：获取set中的所有元素

smembers s1 #显示s1列表中的所有元素

执行结果

⑥SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集

⑦SDIFF key1 key2 ... ：求key1与key2的差集

⑧SUNION key1 key2 ..：求key1和key2的并集

对于两个集合s1和s2

⑥SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集

sinter s1 s2

执行结果：

图解：

⑦SDIFF key1 key2 ... ：求key1与key2的差集

sdiff s1 s2

执行结果：

图解：

⑧SUNION key1 key2 ..：求key1和key2的并集

sunion s1 s2

执行结果：

Set命令的练习

将下列数据用Redis的Set集合来存储：

（1）张三的好友有：李四、王五、赵六；

（2）李四的好友有：王五、麻子、二狗；

①张三的好友有：李四、王五、赵六

sadd zhangsan lisi wangwu zhaoliu

②李四的好友有：王五、麻子、二狗

sadd lisi wangwu manzi ergou

利用Set的命令实现下列功能：

①计算张三的好友有几人

②计算张三和李四有哪些共同好友

③查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

④查询张三和李四的好友总共有哪些人

⑤判断李四是否是张三的好友

⑥判断张三是否是李四的好友

⑦将李四从张三的好友列表中移除

①计算张三的好友有几人

scard zhangsan

②计算张三和李四有哪些共同好友

sinter zhangsan lisi #交集

③查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

sdiff zhangsan lisi #差集

④查询张三和李四的好友总共有哪些人

SUNION zhangsan lisi #并集

⑤判断李四是否是张三的好友

SISMEMBER zhangsan lisi

⑥判断张三是否是李四的好友

SISMEMBER lisi zhangsan

⑦将李四从张三的好友列表中移除

srem zhangsan lisi

7. SortedSet类型

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大；SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表！

SortedSet具备下列特性：

①可排序

②元素不重复

③查询速度快

总结：因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能！

SortedSet类型的常见命令

①ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值；

②ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素；

③ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值；

④ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名；

⑤ZCARD key：获取sorted set中的元素个数；

⑥ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数；

⑦ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值；

⑧ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素；

⑨ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素；

⑩ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集；

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可！

SortedSet命令练习

将班级的下列学生得分存入Redis的SortedSet中：

Jack 85, Lucy 89, Rose 82, Tom 95, Jerry 78, Amy 92, Miles 76并实现下列功能：

①删除Tom同学

②获取Amy同学的分数

③获取Rose同学的排名

④查询80分以下有几个学生

⑤给Amy同学加2分

⑥查出成绩前3名的同学

⑦查出成绩80分以下的所有同学

①添加元素（分数在前，元素在后）

zadd stus 85 Jack 89 Lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jerry 92 Amy 76 Miles

插入的数据默认就是升序的

②删除Tom同学

zrem stus Tom

执行结果：

③获取Amy同学的分数

zscore stus Amy

执行结果：

④获取Rose同学的排名（前面我们已经删除了Tom）

升序排：默认就是升序排，我们知道Rose是第3名，返回2，是从0开始的下标！

降序排：加上REV就是降序排，删除了Tom，应该是第四名，返回的应该是3

⑤获取stus中所有元素的个数

zcard stus

执行结果：前面删除了Tom，此时肯定就只有6个了

⑥查询80分以下有几个学生

zcount stus 0 80 #根据分数范围查人数

执行结果：

⑦查出成绩后3名、前3名的同学


zrange stus 0 2 #后三名，根据排名范围，查具体的人
zrevrange stus 0 2 #前三名

执行结果：

注：后3名也就是0-2，是升序排的，就是前3个分数最低的人

注：前3名，需要我们加上rev降序排，就是前3个分数最高的人

⑧给Amy同学加2分

zincrby stus 2 Miles #分数在前，元素在后；负数就是减分

执行结果：原来是76，增加2

⑨查出成绩80分以下的所有同学

zrangebyscore stus 0 80 #根据分数范围，查具体的人

执行结果：

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