Redis 支持5種數(shù)據(jù)類型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

① string 是 redis 最基本的類型，你可以理解成與 Memcached 一模一樣的類型，一個(gè) key 對(duì)應(yīng)一個(gè) value。value其實(shí)不僅是String，也可以是數(shù)字。string 類型是二進(jìn)制安全的。意思是 redis 的 string 可以包含任何數(shù)據(jù)。比如jpg圖片或者序列化的對(duì)象。string 類型是 Redis 最基本的數(shù)據(jù)類型，string 類型的值最大能存儲(chǔ) 512MB。

常用命令：get、set、incr、decr、mget等。

應(yīng)用場(chǎng)景：String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型，普通的key/ value 存儲(chǔ)都可以歸為此類，即可以完全實(shí)現(xiàn)目前 Memcached 的功能，并且效率更高。還可以享受Redis的定時(shí)持久化，操作日志及 Replication等功能。除了提供與 Memcached 一樣的get、set、incr、decr 等操作外，Redis還提供了下面一些操作：

獲取字符串長(zhǎng)度
往字符串a(chǎn)ppend內(nèi)容
設(shè)置和獲取字符串的某一段內(nèi)容
設(shè)置及獲取字符串的某一位（bit）
批量設(shè)置一系列字符串的內(nèi)容

使用場(chǎng)景：常規(guī)key-value緩存應(yīng)用。常規(guī)計(jì)數(shù): 微博數(shù), 粉絲數(shù)。
實(shí)現(xiàn)方式：String在redis內(nèi)部存儲(chǔ)默認(rèn)就是一個(gè)字符串，被redisObject所引用，當(dāng)遇到incr,decr等操作時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)成數(shù)值型進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)redisObject的encoding字段為int。

redis 127.0.0.1:6379> SET name "runoob"
"OK"
redis 127.0.0.1:6379> GET name
"runoob"

在以上實(shí)例中我們使用了 Redis 的 SET 和 GET 命令。鍵為 name，對(duì)應(yīng)的值為 runoob。

注意：一個(gè)鍵最大能存儲(chǔ)512MB

② Redis hash 是一個(gè)鍵值(key => value)對(duì)集合。Redis hash 是一個(gè) string 類型的 field 和 value 的映射表，hash 特別適合用于存儲(chǔ)對(duì)象。

常用命令：hget,hset,hgetall 等。
應(yīng)用場(chǎng)景：我們簡(jiǎn)單舉個(gè)實(shí)例來描述下Hash的應(yīng)用場(chǎng)景，比如我們要存儲(chǔ)一個(gè)用戶信息對(duì)象數(shù)據(jù)，包含以下信息：

用戶ID為查找的key，存儲(chǔ)的value用戶對(duì)象包含姓名，年齡，生日等信息，如果用普通的key/value結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)，主要有以下2種存儲(chǔ)方式：

image.png

第一種方式將用戶ID作為查找key,把其他信息封裝成一個(gè)對(duì)象以序列化的方式存儲(chǔ)，這種方式的缺點(diǎn)是，增加了序列化/反序列化的開銷，并且在需要修改其中一項(xiàng)信息時(shí)，需要把整個(gè)對(duì)象取回，并且修改操作需要對(duì)并發(fā)進(jìn)行保護(hù)，引入CAS等復(fù)雜問題。

image.png

第二種方法是這個(gè)用戶信息對(duì)象有多少成員就存成多少個(gè)key-value對(duì)兒，用用戶ID+對(duì)應(yīng)屬性的名稱作為唯一標(biāo)識(shí)來取得對(duì)應(yīng)屬性的值，雖然省去了序列化開銷和并發(fā)問題，但是用戶ID為重復(fù)存儲(chǔ)，如果存在大量這樣的數(shù)據(jù)，內(nèi)存浪費(fèi)還是非?？捎^的。

那么Redis提供的Hash很好的解決了這個(gè)問題，Redis的Hash實(shí)際是內(nèi)部存儲(chǔ)的Value為一個(gè)HashMap，并提供了直接存取這個(gè)Map成員的接口，如下圖：

image.png

也就是說，Key仍然是用戶ID, value是一個(gè)Map，這個(gè)Map的key是成員的屬性名，value是屬性值，這樣對(duì)數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過 key(用戶ID) + field(屬性標(biāo)簽) 就可以操作對(duì)應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了，既不需要重復(fù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也不會(huì)帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題，很好的解決了問題。

這里同時(shí)需要注意，Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù)，但是如果內(nèi)部Map的成員很多，那么涉及到遍歷整個(gè)內(nèi)部Map的操作，由于Redis單線程模型的緣故，這個(gè)遍歷操作可能會(huì)比較耗時(shí)，而另其它客戶端的請(qǐng)求完全不響應(yīng)，這點(diǎn)需要格外注意。

使用場(chǎng)景：存儲(chǔ)部分變更數(shù)據(jù)，如用戶信息等。
實(shí)現(xiàn)方式：上面已經(jīng)說到Redis Hash對(duì)應(yīng)Value內(nèi)部實(shí)際就是一個(gè)HashMap，實(shí)際這里會(huì)有2種不同實(shí)現(xiàn)，這個(gè)Hash的成員比較少時(shí)Redis為了節(jié)省內(nèi)存會(huì)采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲(chǔ)，而不會(huì)采用真正的HashMap結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)的value redisObject的encoding為zipmap，當(dāng)成員數(shù)量增大時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成真正的HashMap，此時(shí)encoding為ht。

redis> HSET myhash field1 "Hello" field2 "World"
"OK"
redis> HGET myhash field1
"Hello"
redis> HGET myhash field2
"World"

實(shí)例中我們使用了 Redis HMSET, HGET 命令，HMSET 設(shè)置了兩個(gè) field=>value 對(duì), HGET 獲取對(duì)應(yīng) field 對(duì)應(yīng)的 value。每個(gè) hash 可以存儲(chǔ) 232 -1 鍵值對(duì)（40多億）。

③ Redis list 列表是簡(jiǎn)單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個(gè)元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）。
常用命令：lpush（添加左邊元素）,rpush,lpop（移除左邊第一個(gè)元素）,rpop,lrange（獲取列表片段，LRANGE key start stop）等。

應(yīng)用場(chǎng)景：Redis list的應(yīng)用場(chǎng)景非常多，也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，比如twitter的關(guān)注列表，粉絲列表等都可以用Redis的list結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。

List 就是鏈表，相信略有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)的人都應(yīng)該能理解其結(jié)構(gòu)。使用List結(jié)構(gòu)，我們可以輕松地實(shí)現(xiàn)最新消息排行等功能。List的另一個(gè)應(yīng)用就是消息隊(duì)列，
可以利用List的PUSH操作，將任務(wù)存在List中，然后工作線程再用POP操作將任務(wù)取出進(jìn)行執(zhí)行。Redis還提供了操作List中某一段的api，你可以直接查詢，刪除List中某一段的元素。

實(shí)現(xiàn)方式：Redis list的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)雙向鏈表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的內(nèi)存開銷，Redis內(nèi)部的很多實(shí)現(xiàn)，包括發(fā)送緩沖隊(duì)列等也都是用的這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

Redis的list是每個(gè)子元素都是String類型的雙向鏈表，可以通過push和pop操作從列表的頭部或者尾部添加或者刪除元素，這樣List即可以作為棧，也可以作為隊(duì)列。 獲取越接近兩端的元素速度越快，但通過索引訪問時(shí)會(huì)比較慢。

使用場(chǎng)景：

消息隊(duì)列系統(tǒng)：使用list可以構(gòu)建隊(duì)列系統(tǒng)，使用sorted set甚至可以構(gòu)建有優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列系統(tǒng)。比如：將Redis用作日志收集器，實(shí)際上還是一個(gè)隊(duì)列，多個(gè)端點(diǎn)將日志信息寫入Redis，然后一個(gè)worker統(tǒng)一將所有日志寫到磁盤。

取最新N個(gè)數(shù)據(jù)的操作：記錄前N個(gè)最新登陸的用戶Id列表，超出的范圍可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得。

//把當(dāng)前登錄人添加到鏈表里
ret = r.lpush("login:last_login_times", uid)
//保持鏈表只有N位
ret = redis.ltrim("login:last_login_times", 0, N-1)
//獲得前N個(gè)最新登陸的用戶Id列表
last_login_list = r.lrange("login:last_login_times", 0, N-1)

比如微博：

在Redis中我們的最新微博ID使用了常駐緩存，這是一直更新的。但是我們做了限制不能超過5000個(gè)ID，因此我們的獲取ID函數(shù)會(huì)一直詢問Redis。只有在start/count參數(shù)超出了這個(gè)范圍的時(shí)候，才需要去訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。我們的系統(tǒng)不會(huì)像傳統(tǒng)方式那樣“刷新”緩存，Redis實(shí)例中的信息永遠(yuǎn)是一致的。SQL數(shù)據(jù)庫(kù)（或是硬盤上的其他類型數(shù)據(jù)庫(kù)）只是在用戶需要獲取“很遠(yuǎn)”的數(shù)據(jù)時(shí)才會(huì)被觸發(fā)，而主頁(yè)或第一個(gè)評(píng)論頁(yè)是不會(huì)麻煩到硬盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)了。

redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob mongodb
(integer) 2
redis 127.0.0.1:6379> lpush runoob rabitmq
(integer) 3
redis 127.0.0.1:6379> lrange runoob 0 10
1) "rabitmq"
2) "mongodb"
3) "redis"
redis 127.0.0.1:6379>

列表最多可存儲(chǔ) 232 - 1 元素 (4294967295, 每個(gè)列表可存儲(chǔ)40多億)。

④ Redis set 是string類型的無序集合。集合是通過hashtable實(shí)現(xiàn)的，概念和數(shù)學(xué)中個(gè)的集合基本類似，可以交集，并集，差集等等，set中的元素是沒有順序的。所以添加，刪除，查找的復(fù)雜度都是O(1)。

sadd 命令：添加一個(gè) string 元素到 key 對(duì)應(yīng)的 set 集合中，成功返回1，如果元素已經(jīng)在集合中返回 0，如果 key 對(duì)應(yīng)的 set 不存在則返回錯(cuò)誤。

常用命令：sadd,spop,smembers,sunion 等。

應(yīng)用場(chǎng)景：Redis set對(duì)外提供的功能與list類似是一個(gè)列表的功能，特殊之處在于set是可以自動(dòng)排重的，當(dāng)你需要存儲(chǔ)一個(gè)列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，set是一個(gè)很好的選擇，并且set提供了判斷某個(gè)成員是否在一個(gè)set集合內(nèi)的重要接口，這個(gè)也是list所不能提供的。

Set 就是一個(gè)集合，集合的概念就是一堆不重復(fù)值的組合。利用Redis提供的Set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存儲(chǔ)一些集合性的數(shù)據(jù)。

案例：在微博中，可以將一個(gè)用戶所有的關(guān)注人存在一個(gè)集合中，將其所有粉絲存在一個(gè)集合。Redis還為集合提供了求交集、并集、差集等操作，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)如共同關(guān)注、共同喜好、二度好友等功能，對(duì)上面的所有集合操作，你還可以使用不同的命令選擇將結(jié)果返回給客戶端還是存集到一個(gè)新的集合中。

實(shí)現(xiàn)方式： set 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個(gè) value永遠(yuǎn)為null的HashMap，實(shí)際就是通過計(jì)算hash的方式來快速排重的，這也是set能提供判斷一個(gè)成員是否在集合內(nèi)的原因。

使用場(chǎng)景：

①交集，并集，差集：(Set)

//book表存儲(chǔ)book名稱
set book:1:name    ”The Ruby Programming Language”
set book:2:name     ”Ruby on rail”
set book:3:name     ”Programming Erlang”
//tag表使用集合來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因?yàn)榧仙瞄L(zhǎng)求交集、并集
sadd tag:ruby 1
sadd tag:ruby 2
sadd tag:web 2
sadd tag:erlang 3
//即屬于ruby又屬于web的書？
inter_list = redis.sinter("tag.web", "tag:ruby") 
//即屬于ruby，但不屬于web的書？
inter_list = redis.sdiff("tag.ruby", "tag:web") 
//屬于ruby和屬于web的書的合集？
inter_list = redis.sunion("tag.ruby", "tag:web")

②獲取某段時(shí)間所有數(shù)據(jù)去重值

這個(gè)使用Redis的set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最合適了，只需要不斷地將數(shù)據(jù)往set中扔就行了，set意為集合，所以會(huì)自動(dòng)排重。

sadd key member

redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> sadd runoob rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> smembers runoob
1) "redis"
2) "rabitmq"
3) "mongodb"

注意：以上實(shí)例中 rabitmq 添加了兩次，但根據(jù)集合內(nèi)元素的唯一性，第二次插入的元素將被忽略。集合中最大的成員數(shù)為 232 - 1(4294967295, 每個(gè)集合可存儲(chǔ)40多億個(gè)成員)。

⑤ Redis zset 和 set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重復(fù)的成員。

zadd 命令：添加元素到集合，元素在集合中存在則更新對(duì)應(yīng)score。

常用命令：zadd,zrange,zrem,zcard等

使用場(chǎng)景：Redis sorted set的使用場(chǎng)景與set類似，區(qū)別是set不是自動(dòng)有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個(gè)優(yōu)先級(jí)(score)的參數(shù)來為成員排序，并且是插入有序的，即自動(dòng)排序。當(dāng)你需要一個(gè)有序的并且不重復(fù)的集合列表，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如twitter 的public timeline可以以發(fā)表時(shí)間作為score來存儲(chǔ)，這樣獲取時(shí)就是自動(dòng)按時(shí)間排好序的。和Set相比，Sorted Set關(guān)聯(lián)了一個(gè)double類型權(quán)重參數(shù)score，使得集合中的元素能夠按score進(jìn)行有序排列，redis正是通過分?jǐn)?shù)來為集合中的成員進(jìn)行從小到大的排序。zset的成員是唯一的,但分?jǐn)?shù)(score)卻可以重復(fù)。比如一個(gè)存儲(chǔ)全班同學(xué)成績(jī)的Sorted Set，其集合value可以是同學(xué)的學(xué)號(hào)，而score就可以是其考試得分，這樣在數(shù)據(jù)插入集合的時(shí)候，就已經(jīng)進(jìn)行了天然的排序。另外還可以用Sorted Set來做帶權(quán)重的隊(duì)列，比如普通消息的score為1，重要消息的score為2，然后工作線程可以選擇按score的倒序來獲取工作任務(wù)。讓重要的任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行。

實(shí)現(xiàn)方式：Redis sorted set的內(nèi)部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和有序，HashMap里放的是成員到score的映射，而跳躍表里存放的是所有的成員，排序依據(jù)是HashMap里存的score,使用跳躍表的結(jié)構(gòu)可以獲得比較高的查找效率，并且在實(shí)現(xiàn)上比較簡(jiǎn)單。

zadd key score member

redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 redis
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 mongodb
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> zadd runoob 0 rabitmq
(integer) 0
redis 127.0.0.1:6379> > ZRANGEBYSCORE runoob 0 1000
1) "mongodb"
2) "rabitmq"
3) "redis"