Redis的八大数据类型及其应用场景

本文主要是介绍Redis的八大数据类型及其应用场景，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

前言

Redis是一个支持多语言NoSql数据库，提供多种API，本文会从Redis的命令角度进行讲解。这些命令都是单线程操作的，不用担心线程安全问题，基于内存操作加IO多路复用，存取数据快。以下讲解基于redis-6.2.6实现。不同版本的命令可能稍有差异，大家可以去Redis官网查看。

官网地址：Command reference – Redis

一、String

简介

String底层由int、emstr、raw实现，是Reids最基本的数据类型，一个key对应一个value，可以包含任何数据，每个String最大支持512M的存储。

常用命令

      •  设置值：SET key

      •  获取值：GET key

      •  批量设置值：MSET key1 value key2 value

      •  批量获取值：MGET key1 key2

      •  如果value是数字

      •  递增数字：INCR key

      •  增加指定的整数：INCRBY key increment

      •  递减数值：DECR key

      •  减少指定的整数：DECRBY key decrement

         命令操作如下图所示

应用场景：

    • 存储对象（不推荐使用）如果要存储对象，一般来说会把对象序列化成一个json的字符串，取出的话也需要反序列化，这样话增加了系统的开销。如果要修改对象中某个值，这个对象需要全部取出来，只修改了一个值，然后再放回去，同样会增加系统的开销。

    •  存储Mysql中的某个字段

    •  文章的点赞数，小视频的点赞数，有点击喜欢的操作就 +1，

       取消喜欢的操作就 -1。

二、hash

简介

hash底层由ziplist、hashtable实现， 是一个键值对集合，是一String类型的field和value的映射表，类似Java中的Map<String,Object>

常用命令

        •  一次设置一个字段值：HSET key field value

        •  一次获取一个字段值：HGET key field

        •  一次设置多个字段值：HMSET key field1 value [field value ...]

        •  一次获取多个字段值：HMGET key field [field ....]

        •  获取所有字段值：HGETALL key1 key2

        •  获取某个key内的全部数量：HLEN key

           命令操作如下图所示  

应用场景

    适用于存储对象，比如说存储user:001这个对象，直接存储成hash即可，要想修改user:001 的age 属性，直接把通过set user:001 age 108，省去了String中因为修改对象的一个属性，把整个对象都操作一遍的麻烦。

三、list

简介

list底层由ziplist、linkedlist实现，可以理解为是一个简单的字符串列表（双向链表），按照插入顺序排序，可以添加元素到列表的头部（左边）或者尾部（右 边），其底层实现是一个双向链表，连端添加元素的时间复杂度是O(1)，效率高，通过索引下标操作中间节点的数据效率可能低，可参考Java中的LinkedList。容量是2的32次方减1个元素，大概40多亿（4294967295）

常用命令

      •  向列表左边添加元素：LPUSH key value [value ...]

      •  向列表右边添加元素：RPUSH key value [value ....]

      •  从左边取值：LPOP key

      •  从右边取值：RPOP key

      •  查看列表：LRANGE key start stop

      •  查看所有的值：LRANGE key 0 -1

         命令操作如下图所示    

应用场景

        •  顺序任务池：可以利用Lists的PUSH操作，将任务存在List中，然后工作线程再用POP操作将任务取出进行执行，类似消息队列

       •  按时间顺序排序,文章列表

       •  也可以自由组合：

        队列：LPUSH + RPUSH

        栈：LPUSH + LPOP

四、set

简介

set底层由intset、hashtable 实现，对外提供的功能和list相似的列表的功能，但set是不允许数据重复，是String类型的无序集合，底层是一个value为null的hash表，所以添加、删除、查找的复杂度是O(1)。

常用命令

     •  添加元素：SADD key member [member ...]

      •  删除元素：SREM key member [member ...]

      •  遍历集合中的所有元素：SMEMBERS key

      •  判断元素是否在集合中：SISMEMBER key member

      •  获取集合中的元素总数：SCARD key

      •  从集合中随机弹出N元素，元素不删除：SRANDMEMBER key [N]

      •  从集合中随机弹出N元素，出一个删一个：SPOP key [N]

      •  集合的交集运算 A∩B（属于A同时也属于B的共同拥有的元素构成的集合）

         SINTER key [key ...]

      •  集合的差集运算 A-B（属于A但不属于B的元素构成的集合）

         SDIFF key [key ...]

      •  集合的并集运算 A ∪ B（属于A或者属于B的元素合并后的集合）

         SUNION key [key ...]

        命令操作如下图所示

应用场景

    •  随机抽奖

    •  社交需求（共同关注，可能认识的人等）

五、zset

简介

zset底层由ziplist、skiplist实现，是一个没有重复元素的字符串集合，其中每个成员都关联了一个评分(score)，这个评分(score)按照最低分到最高的方式对该集合中的成员进行排序，集合是唯一的，评分可以重复。

常用命令

    •  添加元素：ZADD key score member [score member ...]

    •  获取元素的排名（从小到大）

       ZRANGE key start stop(最后两位标识元素角标的位置)

    •  获取元素的排名（从大到小）：ZREVRANGE key member

    •  按照元素分数从小到大的顺序，返回索引从start到stop之间的所有元素

        ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

    •  获取元素的分数：ZSCORE key member

    •  增加某个元素的分数：ZINCRBY key increment member

    •  获取集合中元素的数量：ZCARD key

    •  删除元素：ZREM key member [member ...]

    •  按照排名范围删除元素：ZREMRANGEBYRANK key start stop

       命令操作如下图所示：

应用场景

    •  实现文章阅读量排行榜

    •  打赏排行榜
六、bitmap

简介

bitmap是由0和1状态表现的二进制位的bit数组，本身不是一种数据类型， 实际上它就是字符串（key-value） ， 但是它可以对字符串的位进行操作。

Bitmaps单独提供了一套命令， 所以在Redis中使用Bitmaps和使用字符串的方法不太相同。可以把Bitmaps想象成一个以位为单位的数组， 数组的每个单元只能存储0和1， 数组的下标在Bitmaps中叫做偏移量

常用命令

    •  设置值：SETBIT key offset value(offset的偏移量从零开始，value的值    

       只能是0或者1)

    •  获取值：GETBIT getbit key offset

       命令操作如下图所示

    •  统计字符串被设置为1的bit数: bitcount key

      一般情况下，给定的整个字符串都会被进行计数，通过指定额外的 start 或 end 参数，可以让计数只在特定的位上进行。start 和 end 参数的设置，都可以使用负数值：比如 -1 表示最后一个位，而 -2 表示倒数第二个位，start、end 是指bit组的字节的下标数。

    •  BITCOUNT key [start end] 统计字符串从start字节到end字节比特值为1的数量

      举例： K1 【01000001 01000000  00000000 00100001】

      对应                     0               1               2               3

   •  代码如下图

    •  统计下标1、2字节组中bit=1的个数：bitcount K1 1 2  

       即统计 01000000  00000000 中值为1的个数(bitcount K1 1 2-->1)

    •  结果如下图

    •  bitcount K1 0 -2  ：统计下标0到下标倒数第2字节组中bit=1的个数，

       即01000001  01000000   00000000中值为1的个数(bitcount K1 1 -2-->3)

    •  BITOP是一个复合操作， 它可以做多个Bitmaps的

       and（交集）or(并集)、not(非)、xor（异或）

        BITOP  and(or/not/xor)

     •  2021-11-03 日访问某网站的user = 1，2，5，9

    •  2021-11-03 日访问网站的userid=0，1，4，9

    •  使用BITOP AND 操作后的结果，得出交集的数量如下图

        剩下的 or（并集） 、 not（非） 、 xor（异或）不做展示

应用场景

    •  大数据量场景下可以用来存储网站的访问次数

    •  统计连续打卡的天数等

七：hyperloglog

简介

HyperLogLog 是用来做基数统计的算法，其优点是，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定的、并且是很小的。只是进行不重复的基数统计，只统计数量，不记录数据的具体内容。

常用命令

    •  添加元素：PFADD key element [element...]

    •  查询元素：PFCOUNT key [key...]

    •  合并元素：PFMERGE sourcekey[sourcekey...]

       命令操作如下图所示：

应用场景

   •  针对大数据量的基数统计，例如：做一些门户网站UV（独立访客）的统计。

八、GEO

简介

Redis 3.2 中增加了对GEO类型，即 Geographic，地理信息的缩写,就是元素的2维坐标，在地图上就是经纬度。

常用命令

    •  添加元素：

      GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member...]

    •  获取指定元素：GEOPOS key menber [member...]

    •  获取两个位置之间的直线距离：

      GEODIST key member1 menber2 [m|km|ft|mi](默认距离是m)

    •  以给定的经纬度坐标，找出某一半径内的元素：

       GEORADIUS key longitude latitude radius [m|km|ft|mi]

应用场景

    用于直线距离的计算

    • 外卖软件中附近的美食店铺

    • 打车软件附近的车辆等等

以上简单介绍了reids八个数据类型的使用，学习知识最好要知其然，知其所以然，这样写出撸出来的代码才更加的健壮。

下期将会写Redis数据类型的底层实现。

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这篇关于Redis的八大数据类型及其应用场景的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！