Redis学习——数据结构下

4、集合（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。）

1、命令

.集合内操作

1、添加元素 sadd key element [element ...]返回结果为添加成功的元素个数。

2、删除元素 srem key element [element ...]返回结果为成功删除元素个数。

3、计算元素个数 scard key

（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）

4、判断元素是否在集合中 sismember key element 如果给定元素element在集合内返回1，反之返回0

5、随机从集合返回指定个数元素 srandmember key [count] [count]是可选参数，如果不写默认为1

6、从集合随机弹出元素 spop key （spop操作可以从集合中随机弹出一个元素，Redis从3.2版本开始，spop也支持[count]参数）

7、获取所有元素 smembers key

（smembers和lrange、hgetall都属于比较重的命令，如果元素过多存在阻塞Redis的可能性，这时候可以使用sscan来完成）

.集合间操作

1、求多个集合的交集 sinter key [key ...]

2、求多个集合的并集 suinon key [key ...]

3、求多个集合的差集 sdiff key [key ...]

4、将交集、并集、差集的结果保存 sinterstore destination key [key ...]

suionstore destination key [key ...]

sdiffstore destination key [key ...]

（集合间的运算在元素较多的情况下会比较耗时，所以Redis提供了上面三个命令（原命令+store）将集合间交集、并集、差集的结果保存在

destination key中，例如下面操作将user：1：follow和user：2：follow两个集合的交集结果保存在user：1_2：inter中，user：1_2：inter本身也是集合类

sinterstore user:1_2:inter user:1:follow user:2:follow

）

2、内部编码

·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。

3、使用场景（集合类型比较典型的使用场景是标签（tag）。）

（例如一个用户可能对娱乐、体育比较感兴趣，另一个用户可能对历史、新闻比较感兴趣，这些兴趣

点就是标签。有了这些数据就可以得到喜欢同一个标签的人，以及用户的共

同喜好的标签，这些数据对于用户体验以及增强用户黏度比较重要。例如一

个电子商务的网站会对不同标签的用户做不同类型的推荐，比如对数码产品

比较感兴趣的人，在各个页面或者通过邮件的形式给他们推荐最新的数码产

品，通常会为网站带来更多的利益）

集合类型的应用场景通常为以下几种

·sadd=Tagging（标签）

·spop/srandmember=Random item（生成随机数，比如抽奖）

·sadd+sinter=Social Graph（社交需求）

5、有序集合

（ 有序集合相对于哈希、列表、集合来说会有一点点陌生，但既然叫有序集合，那么它和集合必然有着联系，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，就和一个班里的同学学号不能重复，但是考试成绩可以相同。）

1、命令

·集合内

1、添加成员 zadd key score member [score member ...] 返回结果代表成功添加成员的个数。

·Redis3.2为zadd命令添加了nx、xx、ch、incr四个选项：

·nx：member必须不存在，才可以设置成功，用于添加。

·xx：member必须存在，才可以设置成功，用于更新。

·ch：返回此次操作后，有序集合元素和分数发生变化的个数

·incr：对score做增加，相当于后面介绍的zincrby。

·有序集合相比集合提供了排序字段，但是也产生了代价，zadd的时间

复杂度为O（log（n）），sadd的时间复杂度为O（1）。

2、计算成员个数 zcard key

3、计算某个成员的分数 zscore key member

4、计算成员的排名

zrank key member 是从分数从低到高返回排名，zrevrank反之

5、删除成员 zrem key member [member ...] 返回结果为成功删除的个数。

6、增加成员的分数 zincrby key increment member

zincrby user:ranking 9 tom（tom增加了9分）

7、返回指定排名范围的成员

zrange key start end [withscores]

zrevrange key start end [withscores]

(有序集合是按照分值排名的，zrange是从低到高返回，zrevrange反之。)

8、返回指定分数范围的成员

其中zrangebyscore按照分数从低到高返回，zrevrangebyscore反之

9、返回指定分数范围成员个数

zcount key min max

zcount user:ranking 200 221 ：返回200到221分的成员的个数

10、删除指定排名内的升序元素

zremrangebyrank key start end ：删除第start到第end名的成员

11、删除指定分数范围的成员  zremrangebyscore key min max

zremrangebyscore user:ranking (250 +inf ：将250分以上的成员全部删除

·集合间的操作

1、交集 zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]][aggregate sum|min|max]

这个命令参数较多，下面分别进行说明：

·destination：交集计算结果保存到这个键。

·numkeys：需要做交集计算键的个数。

·key[key...]：需要做交集计算的键。

·weights weight[weight...]：每个键的权重，在做交集计算时，每个键中

的每个member会将自己分数乘以这个权重，每个键的权重默认是1。

·aggregate sum|min|max：计算成员交集后，分值可以按照sum（和）、min（最小值）、max（最大值）做汇总，默认值是sum。

2、并集 zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]][aggregate sum|min|max]

（该命令的所有参数和zinterstore是一致的，只不过是做并集计算）

2、内部编码

·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。

3、使用场景

（

有序集合比较典型的使用场景就是排行榜系统。例如视频网站需要对用

户上传的视频做排行榜，榜单的维度可能是多个方面的：按照时间、按照播

放数量、按照获得的赞数。本节使用赞数这个维度，记录每天用户上传视频

的排行榜。

）

6、键管理

1、单个键管理

针对单个键的命令，前面几节已经介绍过一部分了，例如type、del、object、exists、expire等，下面将介绍剩余的几个重要命令。

1、键重命名 rename key newkey （如果newKey已经存在,值也会被覆盖）

（为了防止被强行rename，Redis提供了renamenx命令，确保只有newKey

不存在时候才被覆盖，例如下面操作renamenx时，newkey=python已经存在，

返回结果是0代表没有完成重命名，所以键java和python的值没变）

在使用重命名命令时，有两点需要注意：

·由于重命名键期间会执行del命令删除旧的键，如果键对应的值比较大，会存在阻塞Redis的可能性，这点不要忽视。

·如果rename和renamenx中的key和newkey如果是相同的，在Redis3.2和之前版本返回结果略有不同。

2、随机返回一个键 randomkey

3、键过期

除了expire、ttl命令以外，Redis还提供了expireat、pexpire、pexpireat、pttl、persist等一系列命令，下面分别进行说明：

·expire key seconds：键在seconds秒后过期。

·expireat key timestamp：键在秒级时间戳timestamp后过期。

ttl命令和pttl都可以查询键的剩余过期时间，但是pttl精度更高可以达到毫秒级别，有3种返回值：

·大于等于0的整数：键剩余的过期时间（ttl是秒，pttl是毫秒）。

·-1：键没有设置过期时间。

·-2：键不存在。

·pexpire key milliseconds：键在milliseconds毫秒后过期。

·pexpireat key milliseconds-timestamp键在毫秒级时间戳timestamp后过期。

在使用Redis相关过期命令时，需要注意以下几点。

1）如果expire key的键不存在，返回结果为0

2）如果过期时间为负值，键会立即被删除，犹如使用del命令一样

3）persist命令可以将键的过期时间清除

4）对于字符串类型键，执行set命令会去掉过期时间，这个问题很容易在开发中被忽视。

5）Redis不支持二级数据结构（例如哈希、列表）内部元素的过期功能，例如不能对列表类型的一个元素做过期时间设置。

6）setex命令作为set+expire的组合，不但是原子执行，同时减少了一次网络通讯的时间

4、迁移键

（

迁移键功能非常重要，因为有时候我们只想把部分数据由一个Redis迁移到另一个Redis（例如从生产环境迁移到测试环境），Redis发展历程中提

供了move、dump+restore、migrate三组迁移键的方法，它们的实现方式以及使用的场景不太相同，下面分别介绍

）

（1）move： move key db

move命令用于在Redis内部进行数据迁移，Redis内部可以有多个数据库，彼此在数据上是相互隔离的，move key db就

是把指定的键从源数据库移动到目标数据库中，多数据库功能不建议在生产环境使用，所以这个命令读者知道即可。

（2）dump+restore

dump key

restore key ttl value

dump+restore可以实现在不同的Redis实例之间进行数据迁移的功能，整个迁移的过程分为两步：

1）在源Redis上，dump命令会将键值序列化，格式采用的是RDB格式。

2）在目标Redis上，restore命令将上面序列化的值进行复原，其中ttl参数代表过期时间，如果ttl=0代表没有过期时间。

有关dump+restore有两点需要注意：

第一，整个迁移过程并非原子性的，而是通过客户端分步完成的。

第二，迁移过程是开启了两个客户端连接，所以dump的结果不是在源Redis和目标Redis之间进行传输

（3）migrate

migrate host port key|"" destination-db timeout [copy] [replace] [keys key [key

migrate命令也是用于在Redis实例间进行数据迁移的，实际上migrate命令就是将dump、restore、del三个命令进行组合，从而简化了操作流程。

migrate命令具有原子性，而且从Redis3.0.6版本以后已经支持迁移多个键的

功能，有效地提高了迁移效率，migrate在10.4节水平扩容中起到重要作用。

2、遍历键（Redis提供了两个命令遍历所有的键，分别是keys和scan）

1.全量遍历键 keys pattern （pattern使用的是glob风格的通配符）

·*代表匹配任意字符。

·代表匹配一个字符。

·[]代表匹配部分字符，例如[1，3]代表匹配1，3，[1-10]代表匹配1到10的任意数字。

·\x用来做转义，例如要匹配星号、问号需要进行转义

如果Redis包含了大量的键，执行keys命令很可能会造成Redis阻塞，所以一般建议不要在生

产环境下使用keys命令。但有时候确实有遍历键的需求该怎么办，可以在以下三种情况使用：

·在一个不对外提供服务的Redis从节点上执行，这样不会阻塞到客户端的请求，但是会影响到主从复制。

·如果确认键值总数确实比较少，可以执行该命令。

·使用下面要介绍的scan命令渐进式的遍历所有键，可以有效防止阻塞。

2.渐进式遍历：scan cursor [match pattern] [count number]

Redis从2.8版本后，提供了一个新的命令scan，它能有效的解决keys命令存在的问题。和keys命令执行时会遍历所有键不同，scan采用渐进式遍历

的方式来解决keys命令可能带来的阻塞问题，每次scan命令的时间复杂度是O（1），但是要真正实现keys的功能，需要执行多次scan。

scan cursor [match pattern] [count number]各参数含义：

·cursor是必需参数，实际上cursor是一个游标，第一次遍历从0开始，每次scan遍历完都会返回当前游标的值，直到游标值为0，表示遍历结束。

·match pattern是可选参数，它的作用的是做模式的匹配，这点和keys的模式匹配很像。

·count number是可选参数，它的作用是表明每次要遍历的键个数，默认值是10，此参数可以适当增大。

（

除了scan以外，Redis提供了面向哈希类型、集合类型、有序集合的扫

描遍历命令，解决诸如hgetall、smembers、zrange可能产生的阻塞问题，对

应的命令分别是hscan、sscan、zscan，它们的用法和scan基本类似。

）

**渐进式遍历可以有效的解决keys命令可能产生的阻塞问题，但是scan并

非完美无瑕，如果在scan的过程中如果有键的变化（增加、删除、修改），

那么遍历效果可能会碰到如下问题：新增的键可能没有遍历到，遍历出了重

复的键等情况，也就是说scan并不能保证完整的遍历出来所有的键，这些是我们在开发时需要考虑的。

7、数据库管理（Redis提供了几个面向Redis数据库的操作，它们分别是dbsize、select、flushdb/flushall命令）

1.切换数据库（Redis是用数字作为多个数据库的实现。Redis默认配置中是有16个数据库）

select dbIndex

2.flushdb/flushall

flushdb/flushall命令用于清除数据库，两者的区别的是flushdb只清除当前数据库，flushall会清除所有数据库。

flushdb/flushall命令可以非常方便的清理数据，但是也带来两个问题：

·flushdb/flushall命令会将所有数据清除，一旦误操作后果不堪设想。

·如果当前数据库键值数量比较多，flushdb/flushall存在阻塞Redis的可能性。

参考资料：《Redis开发与运维》