【数据库】Redis 五种数据结构，一次讲明白（附记忆口诀与实战场景）

本文是「程序员名词解释」系列第 01 期。系列目标：用最少的篇幅，把高频知识点讲透。
适合人群：后端入门、准备面试、想系统梳理 Redis 基础的开发者。

学 Redis 那会儿，我对着命令表背了三天，越背越晕。后来换了个方法：先搞懂每个结构"长什么样、拿来干嘛"，命令反而是顺带记住的。

Redis 本质上就是内存里的 5 个抽屉：

结构	像什么	一句话场景
String	便利贴	缓存 / 计数 / 分布式锁
Hash	档案袋	存对象 / 购物车
List	排队通道	时间线 / 任务队列
Set	抽奖箱	去重 / 共同好友
事务	打包窗口	一组命令一起执行

下面逐个展开。

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一、String（字符串）—— 便利贴

一次贴一张，一张写一个值，这是 Redis 中最简单也最常用的结构。

生活类比：便利店储物柜——一个柜子号对应一件东西。

核心特点

• 一个 key 对应一个 value（字符串或数字）
• 支持设置过期时间（自动删除）
• 数字可以直接自增/自减，且是原子操作

实战场景

1. 缓存热点数据：商品详情页天天被访问，放内存里秒开；
2. 计数器：文章点赞数用 INCR 一步到位，天然原子性，不怕并发打爆；
3. 分布式锁：SETNX（set if not exists）——谁先把贴贴上，锁就归谁。

常用命令

SET key value          # 设置值
GET key                # 取值
SETEX key 60 value     # 设置值并指定 60 秒后过期
SETNX key value        # 仅当 key 不存在时设置（分布式锁基础）
INCR count             # 原子自增 1
INCRBY count 5         # 原子自增 5
DECR count             # 原子自减 1
APPEND key "abc"       # 追加字符串
STRLEN key             # 取长度

记忆点：一个 key 对一个 value，还能贴个"自动过期时间"。

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二、Hash（哈希）—— 档案袋

一个 key 里面装多个"字段:值"对，是存储对象的天然结构。每个 Hash 最多可存储约 4 亿个键值对。

生活类比：员工档案袋——一个袋子装姓名、工号、部门若干卡片，抽改互不影响。

核心特点

• 字段名和值都是字符串，构成映射关系
• 可以只改对象里的某一个字段，不用整个对象读出再写回
• 相比"一个对象序列化成一个 String"存法，改单字段更省、更不易出错

实战场景

1. 存用户信息：改年龄只抽"年龄"那张卡，整个档案不用动；
2. 购物车：user:1001 一个袋子，里面放商品 ID 和数量。

常用命令

HSET user:1 name fenglaixiang   # 设置字段
HGET user:1 name                # 取单个字段
HMSET user:1 name 张三 age 18   # 批量设置
HGETALL user:1                  # 取全部字段和值
HEXISTS user:1 age              # 判断字段是否存在
HINCRBY cart:1001 sku2001 2     # 字段值原子自增（购物车加数量）
HDEL user:1 age                 # 删除字段

记忆点：一个对象 = 一个袋，改哪张卡抽哪张。

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三、List（列表）—— 排队通道

按插入顺序排序的字符串列表，两端都能进出。单个列表最多可存 2^32 - 1（约 42 亿+）个元素。

生活类比：银行排队通道——前端进来排着，后端叫号办完离开。

核心特点

• 有序：严格按插入顺序
• 两端操作效率极高：LPUSH / RPUSH / LPOP / RPOP 都是 O(1)
• 中间元素访问较慢：按下标取是 O(N)，别拿它当数组用

实战场景

1. 最新消息列表：你刷的微博时间线，背后就是 List（LRANGE 取前 N 条）；
2. 简单任务队列：RPUSH 生产任务，LPOP 取走执行；要阻塞式消费就用 BLPOP。

常用命令

LPUSH tl msg1          # 左端入队
RPUSH tl msg2          # 右端入队
LRANGE tl 0 9          # 取前 10 条（时间线翻页）
LPOP tl                # 左端弹出
RPOP tl                # 右端弹出
LLEN tl                # 取长度
LINDEX tl 5            # 按下标取（慎用，O(N)）
LTRIM tl 0 99          # 修剪列表，只保留前 100 条

记忆点：两头进出、先来后到——时间线和队列都是它。

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四、Set（集合）—— 抽奖箱

无序、自动去重的字符串集合。判断"某个值在不在集合里"是 O(1)，不管集合里有多少元素。

生活类比：抽奖箱——同一个名字不会掉进去两次；摇一摇随机出奖。

核心特点

• 唯一性：重复元素进不去
• 无序：不保证顺序
• 支持交、并、差集运算（这是它最值钱的能力）

实战场景

1. 去重：访问过的 IP 扔进去，重复的自动进不去；
2. 共同好友：两个用户的关注集合求交集（SINTER），交集就是共同好友；
3. 抽奖：SPOP 随机弹出中奖名单。

常用命令

SADD ip_visits 1.2.3.4       # 加入集合
SISMEMBER ip_visits 1.2.3.4  # 判断是否在集合中（O(1)）
SCARD ip_visits              # 集合大小
SINTER friends_A friends_B   # 交集（共同好友）
SUNION friends_A friends_B   # 并集
SDIFF friends_A friends_B    # 差集（A 有 B 没有的）
SPOP lottery 3               # 随机弹 3 个（抽奖）
SRANDMEMBER lottery 3        # 随机取 3 个但不删除

记忆点：自动去重 + 交并差运算，社交功能神器。

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五、事务（Transaction）—— 打包窗口

把一组命令打包成一个整体执行：要么全部执行，要么都不执行，执行过程中不会插入其他客户端的命令。

生活类比：银行柜台的打包业务——材料齐了一次性盖完章，中途不许别的客户插队。

玩法三步走

1. MULTI：开始打包，后续命令进入队列排队，不立即执行；
2. EXEC：交单，队列里的命令按顺序一次性执行；
3. DISCARD：中途反悔，丢弃已排队的全部命令。

进阶：WATCH（乐观锁思想）

WATCH key 监视某个 key，如果在 EXEC 之前这个 key 被其他客户端改过，本次事务直接放弃（返回 nil），一个命令都不执行。适合"读-改-写"防冲突场景。

示例

MULTI
SET a 1
INCR count
EXEC        # 上面两条命令作为一个整体被执行

MULTI
WATCH balance   # （实际使用时 WATCH 在 MULTI 之前）
# 若 balance 在 EXEC 前被别人改动，本事务不执行
DECRBY balance 100
EXEC

记忆点：MULTI 是开始，EXEC 是交单，中途不接客。

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六、一图总结

结构	像什么	核心能力	典型场景	代表命令
String	便利贴	单值 + 过期 + 原子自增	缓存、计数、锁	SET SETEX INCR SETNX
Hash	档案袋	对象级存取，改单字段	用户信息、购物车	HSET HGET HGETALL
List	排队通道	两端 O(1)，顺序保证	时间线、队列	LPUSH RPOP LRANGE
Set	抽奖箱	去重 + 交并差	去重、共同好友、抽奖	SADD SISMEMBER SINTER
事务	打包窗口	命令打包原子执行	扣款+加积分成对操作	MULTI EXEC WATCH

面试提醒：被问"Redis 有哪些数据结构"，别只报菜名——每个结构带一句"我用它做过什么"，例如"我们用 Set 的 SINTER 做共同好友，两个集合求交集就够了"，含金量立刻不一样。

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下期预告

《Redis 为什么比 MySQL 快 100 倍？》——从内存存储、单线程模型、IO 多路复用三个角度讲清楚。关注我，不错过更新。

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参考资料：本人 Redis 学习笔记整理（环境搭建、数据结构、事务章节）。命令示例基于 Redis 6.x。