Redis的五大数据类型及其使用场景

前言

redis是一个非常快速‎‎的非关系数据库‎‎解决方案。其简单的键值数据模型使 Redis 能够处理大型数据集，同时保持令人印象深刻的读写速度和可用性。‎redis提供了五种数据类型，分别是是：1、string（字符串）；2、hash（哈希）；3、list（列表）；4、set（集合）；5、sort set （有序集合）（其实随着 Redis 版本的更新，后面又支持了四种数据类型：BitMap（2.2 版新增）、HyperLogLog（2.8 版新增）、GEO（3.2 版新增）、Stream（5.0 版新增），本文暂不作介绍。）。接下我就给大家介绍一下这五种数据类型的基本用法和使用场景。

Redis五大数据类型

一. String

1、简介

字符串类型：实际上可以是字符串（包括XML、JSON）、还有数字（整形、浮点数）、二进制（图片、音频、视频），最大不能超过512MB。

2、常用命令

（1）设值命令：

set age 23 ex 10 //10秒后过期 px 10000 毫秒过期

setnx name test //不存在键name时，返回1设置成功；存在的话失败0

set age 25 xx //存在键age时，返回1成功

（2）获值命令：

get age //存在则返回value, 不存在返回nil

（3）批量设值：

mset country china city beijing

（4）批量获取：

mget country city address //返回china beigjin, address为nil

（5）计数命令：

incr age //必须为整数自加1，非整数返回错误，无age键从0自增返回1
decr age //整数age减1
incrby age 2 //整数age+2
decrby age 2//整数age -2
incrbyfloat score 1.1 //浮点型score+1.1

（6）append追加指令：

set name hello; append name world //追加后成helloworld

（7）字符串长度：

set hello “世界”；strlen hello//结果6，每个中文占3个字节

（8）截取字符串：

set name helloworld ; getrange name 2 4//返回 llo

3、使用场景

（1） 简单字符缓存

（2） 分布式锁

（3）计数功能——》计数服务

INCR article:001 (文章001阅读数加1)
GET airticle:001

文章阅读数

（4） 各类场景下（单机或分布式）的标识号

Incrby serialNo 1 ——》分给每个服务1000个本地缓存Incrby serialNo 1000

（5） 集群环境下的Session共享

二、Hash

1、简介

哈希hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特适合用于存储对象

hash

2、常用命令

（1）设值命令：

设值：

hset user:1 name james //成功返回1，失败返回0

批量设值：

hmset user:2 name james age 23 sex boy //返回OK

（2）取值命令：

取值：

hget user:1 name //返回james

批量取值：

hmget user:2 name age sex //返回三行：james 23 boy

（3）删除命令：

hdel user:1 age //返回删除的个数

（4）计算个数：

hset user:1 name james;
hset user:1 age 23;
hlen user:1 //返回2，user:1有两个属性值

（5）判断field是否存在：

hexists user:2 name //若存在返回1，不存在返回0

（6）获取所有field:

hkeys user:2 // 返回name age sex三个field

（7）获取user:2所有value：

hvals user:2 // 返回james 23 boy

（8）获取user:2所有field与value：

hgetall user:2 //name age sex james 23 boy值

（9）增加1：

hincrby user:2 age 1 //age+1
hincrbyfloat user:2 age 2 //浮点型加2

3 、使用场景

（1） 存储对象

实例：购物车

Hmset cart:001 prod:01 1 prod:02 1

当前登录用户ID号为key，商品ID号为Field，加入购物车数量为value

购物车展示

三、 List

1、简介

用来存储多个有序的字符串，一个列表最多可存2的32次方减1个元素。因为有序，可以通过索引下标获取元素或某个范围内元素列表，列表元素可以重复

list

2、常用命令

（1）添加命令：

rpush james c b a //从右向左插入cba, 返回值3
lrange james 0 -1 //从左到右获取列表所有元素 返回 c b a
lpush key c b a //从左向右插入cba
linsert james before b teacher //在b之前插入teacher, after为之后，使 用lrange james 0 -1 查看：c teacher b a

（2）查找命令：

lrange key start end //索引下标特点：从左到右为0到N-1
lindex james -1 //返回最右末尾a，-2返回b
llen james //返回当前列表长度
lpop james //把最左边的第一个元素c删除
rpop james //把最右边的元素a删除

3、使用场景

（1）利用List实现栈、队列

1.先进后出：栈 = LPUSH+LPOP->FILO

2.先进先出：队列=LPUSH+RPOP

3.Blocking MQ（堵塞队列）= LPUSH+BRPOP

（2）redis做消息队列（不推荐使用redis做消息队列）

下面以订单为例子进行演示：

1. 每个用户有多个订单key为 order:1 order:2 order:3, 结合hmset

hmset order:1 orderId 1 money 36.6 time 2018-01-01
hmset order:2 orderId 2 money 38.6 time 2018-01-01
hmset order:3 orderId 3 money 39.6 time 2018-01-01

1. 把订单信息的key放到队列

lpush user:1:order order:1 order:2 order:3

1. 新产生了一个订单order:4，

hmset order:4 orderId 4 money 40.6 time 2018-01-01

1. 追加一个order:4放入队列第一个位置

lpush user:1:order order:4

1. 当需要查询用户订单记录时：

List orderKeys = lrange user:1:order 0 -1 //查询user:1 的所有订单key值
for(Order order: orderKeys){
		hmget order:1
}

（3）列表缓存

微信订阅号展示

小明微信号ID：001，他关注了顶级架构师、爱敲代码的小黄、程序员蜗牛上图的展示效果应该如何设计？

1. 顶级架构师发布了一条文章ID为100的文章

lpush:mes:001 100

1. 爱敲代码的小黄发布了一条文章ID为101的文章

lpush:mes:001 101

1. 程序员蜗牛发布了一条文章ID为102的文章

lpush:mes:001 102

1. 小明的微信订阅号列表实现如下

lrange mes:001 0 5

四、Set

1、简介

保存多元素，与列表不一样的是不允许有重复元素，且集合是无序，一个集合最多可存2的32次方减1个元素，除了支持增删改查，还支持集合交集、并集、差集；

sey

2、常用命令

（1）检查user键值是否存在

exists user 

（2）设置命令：

sadd user a b c//向user插入3个元素，返回3
sadd user a b //若再加入相同的元素，则重复无效，返回0

（3）查找命令：

smember user //获取user的所有元素,返回结果无序

（4）删除命令：

srem user a //返回1，删除a元素

（5）计算元素个数

scard user //返回2，计算元素个数

3、Set 集合特殊的操作指令

（1）集合与集合之间的交集

sinter setA setB -> 得到集合 {B,C}

（2）集合与集合之间的并集

sunion setA setB －－>得到集合{A,B,C}

（3）集合与集合之间的差集

sdiff setA setB－－>得到集合{A}

4、使用场景：

（1）标签，社交，查询有共同兴趣爱好的人,智能推荐

使用方式：

给用户添加标签：

sadd user:1:fav basball fball pq
sadd user:2:fav basball fball
............

或给标签添加用户

sadd basball:users user:1 user:2
sadd fball:users user:1 user:2
........

计算出共同感兴趣的人：

sinter user:1:fav user2:fav

（2）抽奖

微信抽奖

微信有一个活动，活动ID为001，如何实现微信抽奖功能，基于Redis设计实现？

假设小明的userId为: 004

1. 当小明点击参与抽奖时，数据放入set集合

sadd active:001 004

1. 开始抽奖2名中奖者（随机）

srandmember active:001 2

或者

 spop act:001 2

1. 查看有多少用户参加了本次抽奖

smembers active:001

（3）朋友圈点赞

朋友圈消息ID：008，微信点赞如何设计？

张三用户ID 为userId:01

朋友圈点赞

（1）张三对消息ID008点赞啦

sadd zan:008 userId:01

（2）张三取消了对消息008的点赞

srem zan:008 userId:01

（3）检查用户是否点过赞

sismember zan:008 userId:01

（4）获取消息ID008所有的点赞用户列表

smembers zan:008

（5）消息ID008的点赞数计算

scard zan:008

（4）Set集合特殊的操作指令应用场景

如何实现微博的微关系设计？

微博关注

条件：

1 James关注的人

sadd jamesCares Irving,peter,king,jack

条件2 Irving关注的人

sadd IrvingCares james,jack,cjk,king

条件3 jack关注的人

sadd avCares deer,cjk,king

计算：

计算1 James和Irving共同关注的人

sinter jamesCares IrvingCares , 计算结果为 {jack, king}

计算2 我关注的人也关注他(king)

sismember IrvingCares king
sismember avCares king

计算3 我可能认识的人

SDIFF IrvingCares jamesCares-> {james.cjk}

五、ZSet

1、简介

常用于排行榜，如视频网站需要对用户上传视频做排行榜，或点赞数与集合有联系，不能有重复成员

zset

2、常用命令

（1）添加命令

zadd key score member [score member......]
zadd user:zan 200 james //james的点赞数1, 返回操作成功的条数1
zadd user:zan 200 james 120 mike 100 lee// 返回3
zadd test:1 nx 100 james //键test:1必须不存在，主用于添加
zadd test:1 xx incr 200 james //键test:1必须存在，主用于修改,此时为300
zadd test:1 xx ch incr -299 james //返回操作结果1，300-299=1

（2）查询命令

zrange test:1 0 -1 withscores //查看点赞（分数）与成员名

（3）计算成员个数

zcard test:1 //计算成员个数， 返回1

3、使用场景

排名场景：

zadd user:3 200 james 120 mike 100 lee//先插入数据
zrange user:3 0 -1 withscores //查看分数与成员
zrank user:3 james //返回名次：第3名返回2，从0开始到2，共3名
zrevrank user:3 james //返回0， 反排序，点赞数越高，排名越前

排行榜系统，如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜

点赞数：

zadd user:1:20180106 3 mike //mike获得3个赞

再获一赞：

zincrby user:1:20180106 1 mike //在3的基础上加1

用户作弊，将用户从排行榜删掉：

zrem user:1:20180106 mike

展示赞数最多的5个用户：

zrevrangebyrank user:1:20180106 0 4

查看用户赞数与排名：

zscore user:1:20180106 mike zrank user:1:20180106 mike

实例

以最典型的微博热搜为例，描述用Redis设计实现, 以日期做为Key

微博热搜展示

（1）点击话题

zincrby topic:20230717 1 狗头萝莉

（2）上图排行实现,展示今日前10排名

zrevrange topic:20230717 0 9 withscores

（3）统计近3日点击数据

zunionstore topic:3day 3 

（4） 展示近3日的排行前10名

zrevrange topic:20230717-20230717 0 9 withscores

4、ZSet和List、Set对比

ZSet和List、Set对比