Redis 常用五种数据类型编码

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　　Redis 的五种数据结构

　　Redis 数据结构的内部编码

　　1.String

　　　　1.1 常用命令　　 1.2 内部编码　　 1.3 典型使用场景

　　2. Hash

　　　　2.1 常用命令及时间复杂度　　 2.2 内部编码

　　3.列表

　　　　3.1 常用命令及时间复杂度　　 3.2 内部编码　　 3.3 使用场景

　　4.集合

　　　　4.1 常用命令及时间复杂度　　 4.2 内部编码

　　5.有序集合

　　　　5.1 常用命令　　 5.2 内部编码　　 5.3 使用场景

Redis 的五种数据结构

Redis 数据结构的内部编码

　　在redis3.0以前，List对象的底层数据结构是双向链表或者压缩链表在3.2的时候，List对象的底层改为由quicklist数据结构实现。quickList链表就是双向链表+压缩链表组合，是以一个zpilist为节点的linkedlist，结合了ziplist和linkedlist两者的优势，为列表类型提供了一种更为优秀的内部编码实现。

　　Redis这样设计有两个好处：

　　　　第一，可以改进内部编码，而对外的数据结构和命令没有影响，这样一旦开发出更优秀的内部编码，无需改动外部数据结构和命令。

　　　　第二，多种内部编码实现可以在不同场景下发挥各自的优势，例如ziplist比较节省内存，但是在列表元素比较多的情况下，性能会有所下降，这时候Redis会根据配置选项将列表类型的内部实现转换为linkedlist。

1.String

1.1 常用命令

　　（1）设置值

set key value [ex seconds] [px milliseconds] [nx|xx]

　　set命令有几个选项：

ex seconds：为键设置秒级过期时间。

px milliseconds：为键设置毫秒级过期时间。

nx：键必须不存在，才可以设置成功，用于添加。

xx：与nx相反，键必须存在，才可以设置成功，用于更新。

　　除了set选项，Redis还提供了setex和setnx两个命令

　　（2）获取值

get key

　　（3）批量设置值

mset key value [key value ...]

　　（4）批量获取值

mget key [key ...]

　　（5）计数

incr key

　　incr命令用于对值做自增操作，返回结果分为三种情况：

值不是整数，返回错误。

值是整数，返回自增后的结果。

键不存在，按照值为0自增，返回结果为1。

　　除了incr命令，Redis提供了decr（自减）、incrby（自增指定数字）、decrby（自减指定数字）、incrbyfloat（自增浮点数）；

　　（6）字符串长度

strlen key

1.2 内部编码

　　字符串类型的内部编码有3种：

int：8个字节的长整型。

embstr：小于等于39个字节的字符串。

raw：大于39个字节的字符串。

　　Redis会根据当前值的类型和长度决定使用哪种内部编码实现。

# 小于等于39个字节的字符串：embstr

127.0.0.1:6379> set key "hello,world"

OK

127.0.0.1:6379> object encoding key

"embstr"

1.3 典型使用场景

　　1.缓存功能

　　　　Redis作为缓存层，MySQL作为存储层，绝大部分请求的数据都是从Redis中获取。由于Redis具有支撑高并发的特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压力的作用

　　2.计数

　　3.共享Session

　　　　用Redis将用户的Session进行集中管理，只要保证Redis是高可用和扩展性的，每次用户更新或者查询登录信息都直接从Redis中集中获取。

　　4.限速

　　　　限制接口不被频繁访问

2. Hash

2.1 常用命令及时间复杂度

2.2 内部编码

　　哈希类型的内部编码有两种：

ziplist（压缩列表）：当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个）、同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现，ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。

hashtable（哈希表）：当哈希类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降，而hashtable的读写时间复杂度为O（1）。

127.0.0.1:6379> hmset hashkey f1 v1 f2 v2

OK

127.0.0.1:6379> object encoding hashkey

"ziplist"

3.列表

3.1 常用命令及时间复杂度

3.2 内部编码

　　列表类型的内部编码有两种。

ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于list-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时列表中每个元素的值都小于list-max-ziplist-value配置时（默认64字节），Redis会选用ziplist来作为列表的内部实现来减少内存的使用。

linkedlist（链表）：当列表类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。

127.0.0.1:6379> rpush listkey e1 e2 e3

(integer) 3

127.0.0.1:6379> object encoding listkey

"ziplist"

3.3 使用场景

　　1.消息队列

　　　　　Redis的lpush+brpop命令组合即可实现阻塞队列，生产者客户端使用lrpush从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用brpop命令阻塞式的“抢”列表尾部的元素，多个客户端保证了消费的负载均衡和高可用性。

　　2.文章列表

　　每个用户有属于自己的文章列表，现需要分页展示文章列表。此时可以考虑使用列表，因为列表不但是有序的，同时支持按照索引范围获取元素。

4.集合

4.1 常用命令及时间复杂度

　　集合（set）类型也是用来保存多个的字符串元素，但和列表类型不一样的是，集合中不允许有重复元素，并且集合中的元素是无序的，不能通过索引下标获取元素。

　　Redis除了支持集合内的增删改查，同时还支持多个集合取交集、并集、差集，合理地使用好集合类型，能在实际开发中解决很多实际问题。

SADD  key  member  [member ...]        //往集合key中存入元素，元素存在则忽略，若key不存在则新建

SREM  key  member  [member ...]            //从集合key中删除元素

SMEMBERS  key                    //获取集合key中所有元素

SCARD  key  //获取集合key的元素个数，scard的时间复杂度为O（1），它不会遍历集合所有元素，而是直接用Redis内部的变量

SISMEMBER  key  member            //判断member元素是否存在于集合key中

SRANDMEMBER  key  [count]            //从集合key中选出count个元素，元素不从key中删除

SPOP  key  [count]                //从集合key中选出count个元素，元素从key中删除

　　Set 运算命令

SINTER  key  [key ...]                 　　　　　　//交集运算

SINTERSTORE  destination  key  [key ..]         //将交集结果存入新集合destination中

SUNION  key  [key ..]                 　　　　　　//并集运算

SUNIONSTORE  destination  key  [key ...]        //将并集结果存入新集合destination中

SDIFF  key  [key ...]                 　　　　　　//差集运算

SDIFFSTORE  destination  key  [key ...]         //将差集结果存入新集合destination中

4.2 内部编码

　　集合类型的内部编码有两种：

intset（整数集合）：当集合中的元素都是整数且元素个数小于set-max-intset-entries配置（默认512个）时，Redis会选用intset来作为集合的内部实现，从而减少内存的使用。

hashtable（哈希表）：当集合类型无法满足intset的条件时，Redis会使用hashtable作为集合的内部实现。

127.0.0.1:6379> sadd setkey 1 2 3 4

(integer) 4

127.0.0.1:6379> object encoding setkey

"intset"

4.3 使用场景

　　　1. 微博点赞，收藏，标签（给用户添加标签，给标签添加用户），计算用户共同感兴趣的标签

　　　2. 微博或微信中可能认识的人，共同好友，共同关注的话题等。

5.有序集合

5.1 常用命令

　　它保留了集合不能有重复成员的特性，但不同的是，有序集合中的元素可以排序。但是它和列表使用索引下标作为排序依据不同的是，它给每个元素设置一个分数（score）作为排序的依据。有序集合中的元素不能重复，但是score可以重复；有序集合提供了获取指定分数和元素范围查询、计算成员排名等功能

ZADD key score member [[score member]…]    //往有序集合key中加入带分值元素

ZREM key member [member …]        //从有序集合key中删除元素

ZSCORE key member             //返回有序集合key中元素member的分值

ZINCRBY key increment member        //为有序集合key中元素member的分值加上increment

ZCARD key                //返回有序集合key中元素个数

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]    //正序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]    //倒序获取有序集合key从start下标到stop下标的元素

ZUNIONSTORE destkey numkeys key [key ...]     //并集计算

ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …]    //交集计算

5.2 内部编码

　　有序集合类型的内部编码有两种：

ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数小于zset-max-ziplist-entries配置（默认128个），同时每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现，ziplist 可以有效减少内存的使用。

skiplist（跳跃表）：当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降。

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3

(integer) 3

127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey

"ziplist"

5.3 使用场景

　　　　榜单排名，热点排名