Redis簡單數(shù)據(jù)結構及適用場景記錄

1、五種基礎數(shù)據(jù)結構
Redis 所有的數(shù)據(jù)結構都是以唯一的 key 字符串作為名稱，然后通過這個唯一 key 值來獲取相應的 value 數(shù)據(jù)。不同類型的數(shù)據(jù)結構的差異就在于 value 的結構不一樣。
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①String 字符串
常見的用途就是緩存用戶信息，我們將用戶信息結構體使用 JSON 序列化成字符串，然后將序列化后的字符串塞進 Redis 來緩存。同樣，取用戶信息會經(jīng)過一次反序列化的過程。
Redis 的字符串是動態(tài)字符串，是可以修改的字符串，內部結構實現(xiàn)上類似于 Java 的ArrayList，采用預分配冗余空間的方式來減少內存的頻繁分配。
內部為當前字符串實際分配的空間 capacity 一般要高于實際字符串長度 len。當字符串長度小于 1M 時， 擴容都是加倍現(xiàn)有的空間，如果超過 1M，擴容時一次只會多擴 1M 的空間。需要注意的是字符串最大長度為 512M。
命令舉例(set key value,get key)
簡單設置，刪除，計數(shù)

set name hello
OK
get name
"hello"
exists name
(integer) 1
del name
(integer) 1
get name
(nil)

合并操作

set name hello
OK
get name
"hello"
set name1 world
OK
set name2 !
OK
mget name name1 name2

1. "hello"
2. "world"
3. "!"

批量更新

mset name boy name1 girl name2 unknown
OK
mget name name1 name2

1. "boy"
2. "girl"
3. "unknown"

過期和 set 命令擴展

get name
"hello"
expire name 2
(integer) 1
get name
(nil)

setex等效于set +expire

setex name 5 wahah
OK
get name
"wahah"
get name
(nil)

計數(shù)

set age 30
OK
incr age
(integer) 31
incrby age 10
(integer) 41
incrby age -10
(integer) 31
如果一個字符串已經(jīng)設置了過期時間，然后你調用了
set 方法修改了它，它的過期時間會消失。

②List (列表)
Redis 的列表相當于 Java 語言里面的 LinkedList，注意它是鏈表而不是數(shù)組。這意味著
list 的插入和刪除操作非常快，時間復雜度為 O(1)，但是索引定位很慢，時間復雜度為O(n)，這點讓人非常意外。
當列表彈出了最后一個元素之后，該數(shù)據(jù)結構自動被刪除，內存被回收。
Redis 的列表結構常用來做異步隊列使用。將需要延后處理的任務結構體序列化成字符串塞進 Redis 的列表，另一個線程從這個列表中輪詢數(shù)據(jù)進行處理。

key = books value=python java golang

lindex 相當于 Java 鏈表的get(int index)方法，它需要對鏈表進行遍歷，性能隨著參數(shù)
index 增大而變差。
ltrim 和字面上的含義不太一樣，個人覺得它叫 lretain(保留) 更合適一些，因為 ltrim 跟的兩個參數(shù)start_index 和end_index 定義了一個區(qū)間，在這個區(qū)間內的值，
ltrim 要保留，區(qū)間之外統(tǒng)統(tǒng)砍掉。

rpush books python java golang
(integer) 3
lindex books 1
"java"
lindex books 0
"python"
ltrim books 0 1
OK
lindex books 0
"python"
lindex books 1
"java"
lindex books 2
(nil)
lrange books 0 -1 # 獲取所有元素，O(n) 慎用 1)
"python"

③hash (字典)
Redis 的字典相當于 Java 語言里面的 HashMap，它是無序字典。內部實現(xiàn)結構上同
Java 的 HashMap 也是一致的，同樣的數(shù)組 + 鏈表二維結構。第一維 hash 的數(shù)組位置碰撞時，就會將碰撞的元素使用鏈表串接起來。
不同的是，Redis 的字典的值只能是字符串，另外它們 rehash 的方式不一樣，因為
Java 的 HashMap 在字典很大時，rehash 是個耗時的操作，需要一次性全部 rehash。Redis
為了高性能，不能堵塞服務，所以采用了漸進式 rehash 策略。
漸進式 rehash 會在 rehash 的同時，保留新舊兩個 hash 結構，查詢時會同時查詢兩個
hash 結構，然后在后續(xù)的定時任務中以及 hash 的子指令中，循序漸進地將舊 hash 的內容一點點遷移到新的 hash 結構中。
當 hash 移除了最后一個元素之后，該數(shù)據(jù)結構自動被刪除，內存被回收。
hash 結構也可以用來存儲用戶信息，不同于字符串一次性需要全部序列化整個對象，
hash 可以對用戶結構中的每個字段單獨存儲。這樣當我們需要獲取用戶信息時可以進行部分獲取。而以整個字符串的形式去保存用戶信息的話就只能一次性全部讀取，這樣就會比較浪費網(wǎng)絡流量。
hash 也有缺點，hash 結構的存儲消耗要高于單個字符串，到底該使用 hash 還是字符串，需要根據(jù)實際情況再三權衡。

hset bookss golang "concurrency in go"
(integer) 1
hset bookss java "think in java"
(integer) 1
hset bookss python "python cookbook"
(integer) 1
hgetall bookss

1. "golang"
2. "concurrency in go"
3. "java"
4. "think in java"
5. "python"
6. "python cookbook"

hlen books (integer) 3
hget books java "think in java"
hset books golang "learning go programming" # 因為是更新操作，所以返回 0 (integer) 0
hget books golang "learning go programming"
hmset books java "effective java" python "learning python" golang "modern golang programming" # 批量 set
OK

④set (集合)
Redis 的集合相當于 Java 語言里面的 HashSet，它內部的鍵值對是無序的唯一的。它的內部實現(xiàn)相當于一個特殊的字典，字典中所有的 value 都是一個值NULL。
當集合中最后一個元素移除之后，數(shù)據(jù)結構自動刪除，內存被回收。 set 結構可以用來存儲活動中獎的用戶 ID，因為有去重功能，可以保證同一個用戶不會中獎兩次。

sadd books python
(integer) 1
sadd books python # 重復
(integer) 0
sadd books java golang
(integer) 2
smembers books # 注意順序，和插入的并不一致，因為 set 是無序的

1. "java"
2. "python"
3. "golang"

sismember books java # 查詢某個 value 是否存在，相當于 contains(o)
(integer) 1
sismember books rust
(integer) 0
scard books # 獲取長度相當于 count()
(integer) 3
spop books # 彈出一個
"java"

⑤zset (有序列表)
zset 可能是 Redis 提供的最為特色的數(shù)據(jù)結構，它也是在面試中面試官最愛問的數(shù)據(jù)結構。它類似于 Java 的 SortedSet 和 HashMap 的結合體，一方面它是一個 set，保證了內部
value 的唯一性，另一方面它可以給每個 value 賦予一個 score，代表這個 value 的排序權重。它的內部實現(xiàn)用的是一種叫著「跳躍列表」的數(shù)據(jù)結構。
zset 中最后一個 value 被移除后，數(shù)據(jù)結構自動刪除，內存被回收。 zset 可以用來存粉絲列表，value 值是粉絲的用戶 ID，score 是關注時間。我們可以對粉絲列表按關注時間進行排序。
zset 還可以用來存儲學生的成績，value 值是學生的 ID，score 是他的考試成績。我們可以對成績按分數(shù)進行排序就可以得到他的名次。

zadd books 9.0 "think in java"
(integer) 1
zadd books 8.9 "java concurrency"
(integer) 1
zadd books 8.6 "java cookbook"
(integer) 1
zrange books 0 -1 # 按 score 排序列出，參數(shù)區(qū)間為排名范圍

1. "java cookbook"
2. "java concurrency"
3. "think in java"

zrevrange books 0 -1 # 按 score 逆序列出，參數(shù)區(qū)間為排名范圍

1. "think in java"
2. "java concurrency"
3. "java cookbook"

zcard books # 相 當 于 count()
(integer) 3
zscore books "java concurrency" # 獲取指定 value 的 score
"8.9000000000000004" # 內部 score 使用 double 類型進行存儲，所以存在小數(shù)點精度問題
zrank books "java concurrency" # 排名
(integer) 1
zrangebyscore books 0 8.91 # 根據(jù)分值區(qū)間遍歷 zset

1. "java cookbook"
2. "java concurrency"

zrangebyscore books -inf 8.91 withscores # 根據(jù)分值區(qū)間 (-∞, 8.91] 遍歷 zset，同時返回分值。inf 代表 infinite，無窮大的意思。

1. "java cookbook"
2. "8.5999999999999996"
3. "java concurrency" 4) "8.9000000000000004"

zrem books "java concurrency" # 刪 除 value
(integer) 1
zrange books 0 -1

1. "java cookbook"
2. "think in java"

參考資料

--------------------Redis深度歷險：核心原理和應用實踐