【Redis篇】数据结构与指令

此篇仅为个人初期学习笔记，如有错误请xdm指正
在了解了Redis之后，必然会去探索如何使用它，每种语言都会有自己的语法规范，下面要我们一起学习Redis的数据结构与通用语法及其指令

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一、Redis数据结构介绍

Redis是key-value数据库，键一般是String类型，但是值可以是多种类型

二、Redis通用指令

通用指令是全部数据类型都可以使用的指令，常见的有：

• KEYS：查看符合模板的所有键（效率太低，不建议使用）
• DEL：删除一个指定键的键值对
• EXISTS：判断key是否存在
• EXPIRE：给一个键值对设置有效期，有效期到期该键值对就会失效
• TTL：查看一个键的剩余有效期

通过**help [command]**可以查看一个命令的具体用法，举例如下：

三、String类型

简介

String类型，也即字符串类型，是Redis中最简单的存储类型。

其Value是字符串，有三类：

• String：普通字符串
• int：整数类型，可以做自增、自减操作
• float：浮点数类型，可以自增、自减操作

不管是哪种类型，底层使用的都是字符数组来存储，只是不同的类型使用不同的编码方式。字符串类型的最大空间不得超过512mb.

常见指令：

• SET：添加或者修改（key存在就修改，不存在就添加）一个字符串类型的键值对。
• GET：获取指定键所对应String类型的值
• MSET：批量添加多个String类型的键值对
• MGET：根据多个key获取多个String类型的值
• INCR：然整数自增1
• INCRBY：让一个整型的key自增指定的长度，eg:incrby num 2：让num所对应的值自增2
• INCRBYFLOAT：让一个浮点型的key自增指定的长度
• SETNX：添加一个String类型的键值对，前提：如果不存在就添加，存在就不添加。
• SETEX：添加一个String类型的键值对，并指定有效时间

特殊场景

Redis没有MySQL的Table概念，那如何存储同名不同意的key呢？

• 例如：需要存储用户、商品信息到Redis中，有一个用户id是1，有一个商品id也是1

Redis是通过一种key的结构来解决这个问题的

key的结构（多个单词形成层级结构，不同层用冒号隔开）：

项目名：业务名：类型：id

这个格式不是固定的，可以根据业务需求进行增删

例如，我们的项目名叫做xbxbc，有user和product俩种不同类型的数据，可以这样定义key：

• xbxbc：user：1
• xbxbc：product：1

如果value是对象类型，可以将它转成json字符串然后再存储

四、Hash类型

简介

Hash类型，也叫做散列，其值的存储是无序的，类似于Java中的HahMap结构

String类型，将对象转成JSON对象然后存储，需要修改某个字段时，非常麻烦

Hash类型完美解决了这个问题，它将对象每个属性拆分存储，可以针对特定字段进行CRUD

常用命令

• HSET key field value：添加或修改hash类型key的filed值
• HGET key field：获取hash类型key所对应的filed值
• HMSET：批量添加多个hash类型key的filed值
• HMGET：批量获取多个hash类型key的多个filed值
• HGETALL：获取一个hash类型key的所有filed和value
• HKEYS：获取一个hash类型的key中所有filed
• HVALS：获取指定hash类型的key所对应的所有的value
• HINCRBY：指定一个hash类型的key的字段自增指定长度
• HSETNX：首先判断一个hash类型的key的filed是否存在，如果不存在就添加，存在就不添加

五、List类型

简介

类比Java中的LinkedList类型，Redis中的List类似可以看作一个双向链表。支持正向和反向索引。

特性：

• 有序
• 元素可重复
• 插入和删除快（只需要修改节点的属性值）
• 查询速度一般（无论正向还是方向，都需要从头到尾遍历）

常用来存储一个有序数据，例如：朋友圈点赞列表，评论列表等。

常用命令

• LPUSH key element…：往列表左侧添加一个或多个元素
• LPOP key：从列表左侧获取一个元素，并从列表中删除，没有元素返回nil
• RPUSH key element…：往列表右侧添加一个或多个元素
• RPOP key：从列表右侧获取一个元素，并从列表中删除，没有元素返回nil
• LRANGE key star end：从左侧起，返回指定索引范围的值（0基的）
• BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类型，只不过是在没有元素的时候不会直接返回nil，而是等待指定时间

应用

分析：以下问题只需要抓住一个关键点，那就是数据进去和出去的方向是否一致，因为只有俩个方向

1. 如何利用list结构模拟一个栈？
   • 入口和出口相同
   • 有俩种实现方式：左添加左获取；有添加有获取
2. 如何利用list结构模拟一个队列？
   • 入口和出口不同
   • 有俩种实现方式：左添加右获取；右添加左获取。
3. 如何利用list结构模拟一个阻塞队列？
   • 在2的队列的基础上，添加一个有效时间

六、Set类型

简介

类比Java的HashSet，可以把Set看作是一个value为null的HashMap。因为也是hash表，也具备HashSet类似的特征：

• 无序
• 元素不可重复
• 查找快
• 支持交集、并集、差集（属于集合A，但不属于集合B）等功能

常用命令

• SADD key member…：向set中提添加一个或多个元素
• SREM key member…：移除set中的指定元素
• SCARD key：返回set集合中元素的个数
• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set集合中
• SMEMBERS：获取set中的所有元素
• SDIFF key1 key2：去key1和key2的差集
• SINTER key1 key2：去key1和key2的交集
• SUNION key1 key2：去key1和key2的并集

practise：

将下列数据用Redis的Set集合来存储：

•张三的好友有：李四、王五、赵六

•李四的好友有：王五、麻子、二狗

利用Set的命令实现下列功能：

1. 计算张三的好友有几人

2. 计算张三和李四有哪些共同好友

3. 查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友

4. 查询张三和李四的好友总共有哪些人

5. 判断李四是否是张三的好友

6. 判断张三是否是李四的好友

7. 将李四从张三的好友列表中移除

# 创建set集合存储数据
SADD zs lisi wanwu zhaoliu
SADD ls wanwu mazi ergou

#计算张三的好友有几人
SCARD  zs

#计算张三和李四有哪些共同好友
SINTER zs ls

#查询哪些人是张三的好友却不是李四的好友
SDIFF zs ls

#查询张三和李四的好友总共有哪些人
SUNION zs ls

#判断李四是否是张三的好友
SISMEMBER ls zs

#判断张三是否是李四的好友
SISMEMBER za ls

#将李四从张三的好友列表中移除
SREM zs ls

七、SortedSet类型

简介

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，于Java中的TreeSet有些类型，但底层数据结构却差别较大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素进行排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加hash表。

SortedSet具备的特性：

• 可排序
• 元素不可重复
• 查询速度快

因为SortedSet的可排序功能，经常被用来实现排行榜这样的功能

常用命令

• ZADD key score member：添加或者修改一个或多个元素到SortedSet中
• ZREM key member：删除SortedSet中的一个指定元素
• ZSCORE key member：获取SortedSet中指定元素的score值
• ZRANK key member：获取SortedSet中指定元素的排名
• ZCARD key：获取SortedSet中元素个数
• ZCOUNT key min max：统计元素的score只区间[min,max]的值的个数
• ZINCRBY key increment member：让SortedSet中指定元素自增指定长度
• ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围的元素
• ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取score在指定范围的元素
• ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

**注意：**所有的排名默认都是升序，如果要降序就在命令的Z后面添加REX即可

练习：

将班级的下列学生得分存入Redis的SortedSet中：

Jack 85, Lucy 89, Rose 82, Tom 95, Jerry 78, Amy 92, Miles 76

•并实现下列功能：

•删除Tom同学

•获取Amy同学的分数

•获取Rose同学的排名

•查询80分以下有几个学生

•给Amy同学加2分

•查出成绩前3名的同学

•查出成绩80分以下的所有同学

#将班级的学生得分存入Redis的SortedSet中
ZADD scores 85 Jack 89 Lucy 82 Rose 95 Tom 78 Jerry 92 Amy  76 Miles

 删除Tom同学
ZREM scores Tom

#获取Amy同学的分数
ZSCORE scores Amy

#获取Rose同学的排名
ZRANK scores Rose

#查询80分以下有几个学生
ZCOUNT scoures 0 80

#给Amy同学加2分
ZINCRBY scores 2 Amy

#查出成绩前3名的同学
ZRANGE scores 0 2

#查出成绩80分以下的所有同学
ZRANGEBYSCORE scores 0 80