redis五种基本数据类型

String（字符串类型）

#加入值
redis 127.0.0.1:6379> SET www.biancheng.net "hello编程帮"
OK
# 查询 key 对应的值
redis 127.0.0.1:6379> GET www.biancheng.net
"hello编程帮"

String(字符串)是redis中最简单的数据类型。我们知道，Redis所有数据类型都是以key作为键，通过检索这个key就可以获取相应的value值。

String的内部编码有三种:

• int : 存储可以用long类型表示的整数值
• embstr : 存储字节长度小于等于32字节的字符串
• raw : 存储字节长度大于32字节的字符串

raw和embstr相比：

• 创建raw编码的字符串时需要两次内存开辟空间
• 创建embstr编码时需要一次内存开辟空间

String的底层结构：SDS

struct sdshdr {
	// 记录buf数组已使用字节的数量
    // 等于SDS所保存字符串的长度
    int len;
    
    // 记录buf数组中未使用的字节数
    int free;
    
    // 字节数组，用于保存字符串
    char buf[];
};

redis使用标准C语言编写，但是存储字符时，Redis并未使用C语言的字符类型，而是自定义了一个属于特殊结构SDS（Simple Dynamic String），即简单动态字符串。

关于SDS和C的具体区别：

1）获取字符串长度的复杂度不同
C字符串没有记录本身的长度，如果想知道其长度，需要对整个字符串进行遍历，对遇到的每个字符进行计数，直到代表字符串结尾的空字符为止，整个操作的复杂度为Ｏ(N)。
sds在len属性中记录了自身的长度，所以获取sds长度的复杂度为O(1)
2）杜绝缓冲区溢出
C字符串由于没有记录本身的长度，因此再修改字符串时可能会由于空间不足导致缓冲区溢出，而sds不会；因为sds记录本身的长度，所以在进行修改字符串的时候会先判断容量是否足够，如果不够SDS API会自动将SDS空间修改到所需的大小；
3）减少字符串修改时带来的内存重分配次数
sds有len属性和free属性分别记录本身的长度和剩余可用空间，在增长操作时会先判断剩余可用空间是否足够，如果足够就不用内存重分配了；如果不够，进行内存分配时，也会多分配额外的空间。具体分配策略如下：
第一点：修改后字符串的大小小于1MB，字符串的大小变为多少，程序分配的未使用空间就和字符串的大小一样
第二点：修改后字符串大小大于1MB,程序分配的未使用空间为1MB,程序分配的未使用空间就为1MB。

字符串类型常用的场景有以下这些：

（1）缓存结构体信息：（缓存JSON格式的用户信息）
将结构体json序列化成字符串，然后将字符串保存在redis的value中，将结构体的业务唯一标示作为key；这种保存json的用法用的最多的场景就是缓存用户信息，将用户bean信息转成json再序列化为字符串作为value保存在redis中，将用户id作为key。从代码中获取用户缓存信息就是一个逆过程，根据userid作为key获取到结构体json，然后将json转成java bean。
（2）计数功能：
我们都知道redis是单线程模式，并且redis将很多常用的事务操作进行了封装，这里我们最常用的就是数值自增或自减，redis的作者封装了incr可以进行自增，每调用一次自增1，因为redis是单线程运行，所以就算client是多线程调用那么也是正确自增，因为incr命令中将read和write做了事务封装。同样可以设置incr的step，每次根据step进行自增，当然如果要达到自减的效果，那么只要将step设置为负数就可以了。

List（列表类型）

#从左侧头部插入元素
127.0.0.1:6379> LPUSH www.biancheng.net python
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH www.biancheng.net java c c#
(integer) 4
#查看插入的元素
127.0.0.1:6379> LRANGE www.biancheng.net 0 4
1) "c#"
2) "c"
3) "java"
4) "python"
#从右侧尾部插入元素
127.0.0.1:6379> RPUSH www.biancheng.net "Math"
(integer) 5
127.0.0.1:6379> RPUSH www.biancheng.net "Computer Language"
(integer) 6
#查看元素
127.0.0.1:6379> LRANGE www.biancheng.net 0 6
1) "c#"
2) "c"
3) "java"
4) "python"
5) "Math"
6) "Computer Language"
#在python前面插入元素
127.0.0.1:6379> LINSERT www.biancheng.net BEFORE python Python
(integer) 7
#从左侧弹出元素
127.0.0.1:6379> LPOP www.biancheng.net
"c#"
#从右侧弹出元素
127.0.0.1:6379> RPOP www.biancheng.net
"Computer Language"

底层结构

list的底层结构由双向链表和压缩链表组成。(列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist)
列表对象使用ziplist编码的条件：
（1）列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节。
（2）列表对象保存的元素数量小于512个
如果不能满足这两个条件对象需要使用linkedList

使用场景

（1）list列表结构常用来做异步队列使用
将需要延后处理的任务结构体序列化成字符串塞进 Redis 的列表，另一个线程从这个列表中轮询数据进行处理。
（2）list可用于秒杀抢购场景
在商品秒杀场景最怕的就是商品超卖，为了解决超卖问题，我们经常会将库存商品缓存到类似MQ的队列中，多线程的购买请求都是从队列中取，取完了就卖完了，但是用MQ处理的化有点重，这里就可以使用redis的list数据类型来实现，在秒杀前将本场秒杀的商品放到list中，因为list的pop操作是原子性的，所以即使有多个用户同时请求，也是依次pop，list空了pop抛出异常就代表商品卖完了。

Hash

哈希对象的编码可以是ziplist（压缩列表）或者hashtable（字典）。
当存储的数据量较少时，hash采用ziplist作为底层存储结构，此时要求符合以下两个条件：
● 哈希对象保存的所有键值对（键和值）的字符串长度总和小于64个字节。
● 哈希对象保存的键值对数量要求小于512个。
当无法满足上述条件时，hash就会采用hashtable(字典)。

Redis hash(哈希散列)是由字符类型的field(字段)和value组成的哈希映射表结构（也称为散列表），在hash类型中，field与value一一对应，且不允许重复。
Redis hash特别适合于存储对象。一个filed/value可以看做是表格中一条数据记录；而一个key可以对应多条数据。

#以user为key，设置 id+序号为字段，name+名字为值
127.0.0.1:6379> HMSET user id:1 name:Cao id:2 name:Zhao
OK
# 查询 user 这个key下所有的数据，并以字符串的形式将值返回
127.0.0.1:6379> HGETALL user
1) "id:1"
2) "name:Cao"
3) "id:2"
4) "name:Zhao"

set

集合有一个非常重要的特性就是“自动去重”，这使得它可以适用于许多场景，比如过滤掉已中奖用户的 id，保证该用户不会被第二次抽中。

#创建集合并添加多个成员
127.0.0.1:6379> SADD user:1 python java mysql
(integer) 3
127.0.0.1:6379> SADD user:2 python c redis
(integer) 3
#对两个集合求交集，求出他们共同关注的编程技术
127.0.0.1:6379> SINTER user:1 user:2
1) "python"
#两个集合求并集
127.0.0.1:6379> SUNION user:1 user:2
1) "java"
2) "python"
3) "mysql"
4) "redis"
5) "c"
#查看集合所有成员
127.0.0.1:6379> SMEMBERS user:1
1) "mysql"
2) "java"
3) "python"
#两个集合求并集，并把结果保存到另外一个user:3集合中
127.0.0.1:6379> SUNIONSTORE user:3 user:1 user:2
(integer) 5
#查看集合所有成员
127.0.0.1:6379> SMEMBERS user:3
1) "java"
2) "python"
3) "mysql"
4) "redis"
5) "c"
#从集合中弹出一个元素
127.0.0.1:6379> SPOP user:1 1
1) "python"
#从集合中弹出两个元素
127.0.0.1:6379> SPOP user:1 2
1) "mysql"
2) "java"
#查看集合元素个数
127.0.0.1:6379> SCARD user:2
(integer) 3
#迭代集合中元素
127.0.0.1:6379> SSCAN user:3 0
1) "0"
2) 1) "mysql"
   2) "redis"
   3) "java"
   4) "python"
   5) "c"

Redis set(集合)遵循无序排列的规则，集合中的每一个成员（也就是元素）都是字符串类型，并且不可重复。

set(集合)底层使用整数集合和字典
当集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用insert（整数集合）编码：
● 集合对象保存的所有元素都是整数值
● 集合对象保存的元素数量不超过512个
不能满足这两个条件的集合对象需要使用hashtable（字典）编码。

有序集合

Redis zset(有序集合)中的成员是有序排列的，它和set集合的相同之处在于，集合中的每一个成员都是字符串类型，并且不允许重复；而它们最大区别是，有序集合是有序的，set是无序的。这是因为有序集合中每个成员都会关联一个double（双精度浮点数）类型的score(分数值),Redis正是通过score实现了对集合成员的排序。
zset是Redis常用数据类型之一，它适用于排行榜类型的业务场景，比如QQ音乐排行榜、用户贡献榜。在音乐排行榜中，我们可以将歌曲的点击次数作为score值，把歌曲的名字作为value值，通过对score排序就可以得出歌曲“热度榜单”。

有序集合同样使用了两种不同的存储结构，分别是zipList（压缩列表）和skipList（跳跃列表），当zset满足以下条件时使用压缩列表：
● 成员的数量小于128个；
● 每个member(成员)的字符串长度都小于64个字节
当有序集合不满足使用压缩列表的条件时，就会使用skipList（压缩列表）结构来存储数据。