关于redis:Redis-5-种基本数据结构StringListHashSetSorted-Set详解-JavaGuide

首发于：Redis 5 种根本数据结构详解 – JavaGuide

相干文章：Redis 常见面试题总结(上)。

Redis 5 种根本数据结构（String、List、Hash、Set、Sorted Set）在面试中常常会被问到，这篇文章咱们一起来回顾复习一下。

还有几种比拟非凡的数据结构（HyperLogLogs、Bitmap、Geospatial、Stream）也十分重要，咱们前面下次再聊！

上面是注释。

你能够在 Redis 官网上找到 Redis 数据结构十分具体的介绍：

• Redis Data Structures
• Redis Data types tutorial

将来随着 Redis 新版本的公布，可能会有新的数据结构呈现，通过查阅 Redis 官网对应的介绍，你总能获取到最靠谱的信息。

String（字符串）

介绍

String 是 Redis 中最简略同时也是最罕用的一个数据结构。

String 是一种二进制平安的数据结构，能够用来存储任何类型的数据比方字符串、整数、浮点数、图片（图片的 base64 编码或者解码或者图片的门路）、序列化后的对象。

尽管 Redis 是用 C 语言写的，然而 Redis 并没有应用 C 的字符串示意，而是本人构建了一种 简略动静字符串（Simple Dynamic String，SDS）。相比于 C 的原生字符串，Redis 的 SDS 不光能够保留文本数据还能够保留二进制数据，并且获取字符串长度复杂度为 O(1)（C 字符串为 O(N)）, 除此之外，Redis 的 SDS API 是平安的，不会造成缓冲区溢出。

常用命令

更多 Redis String 命令以及具体使用指南，请查看 Redis 官网对应的介绍：https://redis.io/commands/?gr…。

基本操作：

> SET key value
OK
> GET key
"value"
> EXISTS key
(integer) 1
> STRLEN key
(integer) 5
> DEL key
(integer) 1
> GET key
(nil)

批量设置：

> MSET key1 value1 key2 value2
OK
> MGET key1 key2 # 批量获取多个 key 对应的 value
1) "value1"
2) "value2"

计数器（字符串的内容为整数的时候能够应用）：

> SET number 1
OK
> INCR number # 将 key 中贮存的数字值增一
(integer) 2
> GET number
"2"
> DECR number # 将 key 中贮存的数字值减一
(integer) 1
> GET number
"1"

设置过期工夫（默认为永不过期）：

> EXPIRE key 60
(integer) 1
> SETNX key 60 value # 设置值并设置过期工夫
OK
> TTL key
(integer) 56

利用场景

须要存储惯例数据的场景

• 举例：缓存 session、token、图片地址、序列化后的对象(相比拟于 Hash 存储更节俭内存)。
• 相干命令：SET、GET。

须要计数的场景

• 举例：用户单位工夫的申请数（简略限流能够用到）、页面单位工夫的拜访数。
• 相干命令：SET、GET、INCR、DECR。

分布式锁

利用 SETNX key value 命令能够实现一个最繁难的分布式锁（存在一些缺点，通常不倡议这样实现分布式锁）。

List（列表）

介绍

Redis 中的 List 其实就是链表数据结构的实现。我在 线性数据结构 : 数组、链表、栈、队列 这篇文章中具体介绍了链表这种数据结构，我这里就不多做介绍了。

许多高级编程语言都内置了链表的实现比方 Java 中的 LinkedList，然而 C 语言并没有实现链表，所以 Redis 实现了本人的链表数据结构。Redis 的 List 的实现为一个 双向链表，即能够反对反向查找和遍历，更不便操作，不过带来了局部额定的内存开销。

常用命令

更多 Redis List 命令以及具体使用指南，请查看 Redis 官网对应的介绍：https://redis.io/commands/?gr…。

通过 RPUSH/LPOP 或者 LPUSH/RPOP实现队列：

> RPUSH myList value1
(integer) 1
> RPUSH myList value2 value3
(integer) 3
> LPOP myList
"value1"
> LRANGE myList 0 1
1) "value2"
2) "value3"
> LRANGE myList 0 -1
1) "value2"
2) "value3"

通过 RPUSH/RPOP或者LPUSH/LPOP 实现栈：

> RPUSH myList2 value1 value2 value3
(integer) 3
> RPOP myList2 # 将 list 的头部 (最左边) 元素取出
"value3"

我专门画了一个图不便大家了解 RPUSH , LPOP , lpush , RPOP 命令：

通过 LRANGE 查看对应下标范畴的列表元素：

> RPUSH myList value1 value2 value3
(integer) 3
> LRANGE myList 0 1
1) "value1"
2) "value2"
> LRANGE myList 0 -1
1) "value1"
2) "value2"
3) "value3"

通过 LRANGE 命令，你能够基于 List 实现分页查问，性能十分高！

通过 LLEN 查看链表长度：

> LLEN myList
(integer) 3

利用场景

信息流展现

• 举例：最新文章、最新动静。
• 相干命令：LPUSH、LRANGE。

音讯队列

Redis List 数据结构能够用来做音讯队列，只是性能过于简略且存在很多缺点，不倡议这样做。

相对来说，Redis 5.0 新减少的一个数据结构 Stream 更适宜做音讯队列一些，只是性能仍然十分简陋。和业余的音讯队列相比，还是有很多欠缺的中央比方音讯失落和沉积问题不好解决。

Hash（哈希）

介绍

Redis 中的 Hash 是一个 String 类型的 field-value（键值对）的映射表，特地适宜用于存储对象，后续操作的时候，你能够间接批改这个对象中的某些字段的值。

Hash 相似于 JDK1.8 前的 HashMap，外部实现也差不多(数组 + 链表)。不过，Redis 的 Hash 做了更多优化。

常用命令

更多 Redis Hash 命令以及具体使用指南，请查看 Redis 官网对应的介绍：https://redis.io/commands/?gr…。

模仿对象数据存储：

> HMSET userInfoKey name "guide" description "dev" age "24"
OK
> HEXISTS userInfoKey name # 查看 key 对应的 value 中指定的字段是否存在。(integer) 1
> HGET userInfoKey name # 获取存储在哈希表中指定字段的值。"guide"
> HGET userInfoKey age
"24"
> HGETALL userInfoKey # 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
1) "name"
2) "guide"
3) "description"
4) "dev"
5) "age"
6) "24"
> HSET userInfoKey name "GuideGeGe"
> HGET userInfoKey name
"GuideGeGe"

利用场景

对象数据存储场景

• 举例：用户信息、商品信息、文章信息、购物车信息。
• 相干命令：HSET（设置单个字段的值）、HMSET（设置多个字段的值）、HGET（获取单个字段的值）、HMGET（获取多个字段的值）。

Set（汇合）

介绍

Redis 中的 Set 类型是一种无序汇合，汇合中的元素没有先后顺序但都惟一，有点相似于 Java 中的 HashSet。当你须要存储一个列表数据，又不心愿呈现反复数据时，Set 是一个很好的抉择，并且 Set 提供了判断某个元素是否在一个 Set 汇合内的重要接口，这个也是 List 所不能提供的。

你能够基于 Set 轻易实现交加、并集、差集的操作，比方你能够将一个用户所有的关注人存在一个汇合中，将其所有粉丝存在一个汇合。这样的话，Set 能够十分不便的实现如独特关注、独特粉丝、独特爱好等性能。这个过程也就是求交加的过程。

常用命令

更多 Redis Set 命令以及具体使用指南，请查看 Redis 官网对应的介绍：https://redis.io/commands/?gr…。

基本操作：

> SADD mySet value1 value2
(integer) 2
> SADD mySet value1 # 不容许有反复元素，因而增加失败
(integer) 0
> SMEMBERS mySet
1) "value1"
2) "value2"
> SCARD mySet
(integer) 2
> SISMEMBER mySet value1
(integer) 1
> SADD mySet2 value2 value3
(integer) 2

• mySet : value1、value2。
• mySet2：value2、value3。

求交加：

> SINTERSTORE mySet3 mySet mySet2
(integer) 1
> SMEMBERS mySet3
1) "value2"

求并集：

> SUNION mySet mySet2
1) "value3"
2) "value2"
3) "value1"

求差集：

> SDIFF mySet mySet2 # 差集是由所有属于 mySet 但不属于 A 的元素组成的汇合
1) "value1"

利用场景

须要寄存的数据不能反复的场景

• 举例：网站 UV 统计（数据量微小的场景还是 HyperLogLog更适宜一些）、文章点赞、动静点赞等场景。
• 相干命令：SCARD（获取汇合数量）。

须要获取多个数据源交加、并集和差集的场景

• 举例：独特好友(交加)、独特粉丝(交加)、独特关注(交加)、好友举荐（差集）、音乐举荐（差集）、订阅号举荐（差集 + 交加）等场景。
• 相干命令：SINTER（交加）、SINTERSTORE（交加）、SUNION（并集）、SUNIONSTORE（并集）、SDIFF（交加）、SDIFFSTORE（交加）。

须要随机获取数据源中的元素的场景

• 举例：抽奖零碎、随机。
• 相干命令：SPOP（随机获取汇合中的元素并移除，适宜不容许反复中奖的场景）、SRANDMEMBER（随机获取汇合中的元素，适宜容许反复中奖的场景）。

Sorted Set（有序汇合）

介绍

Sorted Set 相似于 Set，但和 Set 相比，Sorted Set 减少了一个权重参数 score，使得汇合中的元素可能按 score 进行有序排列，还能够通过 score 的范畴来获取元素的列表。有点像是 Java 中 HashMap 和 TreeSet 的结合体。

常用命令

更多 Redis Sorted Set 命令以及具体使用指南，请查看 Redis 官网对应的介绍：https://redis.io/commands/?gr…。

基本操作：

> ZADD myZset 2.0 value1 1.0 value2
(integer) 2
> ZCARD myZset
2
> ZSCORE myZset value1
2.0
> ZRANGE myZset 0 1
1) "value2"
2) "value1"
> ZREVRANGE myZset 0 1
1) "value1"
2) "value2"
> ZADD myZset2 4.0 value2 3.0 value3
(integer) 2

• myZset : value1(2.0)、value2(1.0)。
• myZset2：value2（4.0）、value3(3.0)。

获取指定元素的排名：

> ZREVRANK myZset value1
0
> ZREVRANK myZset value2
1

求交加：

> ZINTERSTORE myZset3 2 myZset myZset2
1
> ZRANGE myZset3 0 1 WITHSCORES
value2
5

求并集：

> ZUNIONSTORE myZset4 2 myZset myZset2
3
> ZRANGE myZset4 0 2 WITHSCORES
value1
2
value3
3
value2
5

求差集：

> ZDIFF 2 myZset myZset2 WITHSCORES
value1
2

利用场景

须要随机获取数据源中的元素依据某个权重进行排序的场景

• 举例：各种排行榜比方直播间送礼物的排行榜、朋友圈的微信步数排行榜、王者光荣中的段位排行榜、话题热度排行榜等等。
• 相干命令：ZRANGE (从小到大排序)、ZREVRANGE（从大到小排序）、ZREVRANK (指定元素排名)。

《Java 面试指北》的「技术面试题篇」就有一篇文章具体介绍如何应用 Sorted Set 来设计制作一个排行榜。

须要存储的数据有优先级或者重要水平的场景 比方优先级工作队列。

• 举例：优先级工作队列。
• 相干命令：ZRANGE (从小到大排序)、ZREVRANGE（从大到小排序）、ZREVRANK (指定元素排名)。

参考

• Redis Data Structures：https://redis.com/redis-enter…。
• Redis Commands：https://redis.io/commands/。
• Redis Data types tutorial：https://redis.io/docs/manual/…。
• Redis 存储对象信息是用 Hash 还是 String : https://segmentfault.com/a/11…

后记

专一 Java 原创干货分享，大三开源 JavaGuide（「Java 学习 + 面试指南」一份涵盖大部分 Java 程序员所须要把握的外围常识。筹备 Java 面试，首选 JavaGuide！），目前曾经 120k+ Star。

原创不易，欢送点赞分享，欢送关注我在思否的账号，我会继续分享原创干货！加油，冲！

如果本文对你有帮忙的话，欢送点赞分享，这对我持续分享 & 创作优质文章十分重要。感激 🙏🏻