Redis基础数据类型

基本数据结构包含：字符串（strings）、 散列（hashes）、 列表（lists）、 集合（sets）、 有序集合（sorted sets）五种。这五种数据结构在我们工作中经常使用到，面试过程中经常被问到，因此熟练掌握这5种基本数据结构的使用和应用场景是Redis知识最基础也是最重要的部分。

字符串（strings)类型

字符串是Redis最简单的储存类型，它存储的值可以是字符串、整数或浮点数，对整个字符串或字符串的其中一部分执行操作；对整数或者浮点数执行自增（increment）或者自减（decrement）操作。

Redis的字符串是一个由字节组成的序列，跟java里面的ArrayList有点类似，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配，如图中所示，内部为当前字符串实际分配的空间capacity一般要高于实际串长度len。当字符串长度小于1M时，扩容加倍成现有的空间，如果超过1M，扩容时一次只会多扩1M的空间。需要注意的是字符串最大长度为512M。

应用场景

字符串类型在工作中使用广泛，主要用于缓存数据，提高查询属性。比如存储登录信息，电商中存储商品信息、可以做计数器等等。

• set key value: 添加一条String类型数据
• get key: 获取一条String类型数据
• mset key1 value1 key2 value2: 添加多条String类型数据
• mget key1 key2: 获取多条String类型数据
• incr key: 自增（+1）
• incrby key step: 按照步长（step）自增
• decr key: 自减（-1）
• decrby key step: 按照步长（step）递减

实操

插入字符串

java
> set username zhangsan  
"OK"  

 获取字符串  

> get username  
"zhangsan"  


插入多个字符串

>mset age 18 address bj  
"OK"  


获取多个字符串
  
>mget username age  
 1)  "zhangsan"  
 2)  "18"  

自增

>incr num  
"1"  
>incr num  
"2"  

 自减  
>decr num  
"1"  

 指定步长自增  
>incrby num 2  
"3"  
>incrby num 2  
"5"  
​  
指定步长自减  
>decrby num 3  
"2"  
​  
 删除  
>del num  
"1"

hash散列

散列相当于Java中的HashMap，内部是无序字典。实现原理跟HashMap一致。一个哈希表有多个节点，每个节点保存一个键值对。

与Java中HashMap不同的是，rehash的方式不一样，因为Java在HashMap在字典很大时，redhash是个耗时的操作，需要一次性全部rehash。Redis为了高性能，不能堵塞服务，所以采用了渐进式rehash策略。

渐进式rehash会有rehash的同时，保留新旧两个hash结构，查询时会同时查询两个 hash结构，然后在后续的定时任务中以及hash操作指令中，循序渐进地将旧hash的内容一占占迁移到新的hash结构中。当搬迁完成了，就会使用新的hash结构取而代之。
当hash移除了最后一个元素之后，该数据结构自动被删除，内存被回收。

应用场景

Hash也可以同于对象存储，比如存储用户信息，与字符串不一样的是，字符串是需要将对象进行序列化（比如json序列化）之后才能保存，而Hash则可以讲用户对象的每个字段单独存储，这样就能节省序列化和反序列的时间。如下：

此外还可以保存用户的购买记录，比如key为用户id，field为商品id，value为商品数量。同样还可以用于购物车数据的存储，比如key为用户id，field为商品id，value为购买数量等等。

操作指令

# 设置属性
hset keyname field1 value1 field2 value2
# 获取某个属性值
hget keyname field
# 获取所有属性值
hgetall keyname
# 删除某个属性
hdel keyname field
# 获取属性个数
hlen keyname
# 按照步长自增/自减某个属性（该属性必须是数字）
hincrby keyname field step

实操

# 插入 hash 数据
>hset userInfo username zhangsan age 18 address bj
"3"
# 获取 hash 单条 field 数据
>hget userInfo username
"zhangsan"
>hget userInfo age
"18"
# 获取 hash 多个 field 数据
>hmget userInfo username age
1) "zhangsan"
2) "18"
# 获取 hash 所有 field 数据
>hgetall userInfo
1) "username"
2) "zhangsan"
3) "age"
4) "18"
5) "address"
6) "bj"
# 获取 hash 的 field 个数
>hlen userInfo
"3"
# 自增 hash 的某个 field
>hincrby userInfo age 2
"20"
>hincrby userInfo age 2
"22"
# 自减 hahs 的某个 field（通过自增负步长达到）
>hincrby userInfo age -2
"20"
# 删除 hash 的某个 field
>hdel userInfo age
"1"
# 删除 hash 所有数据
>del userInfo
"1"

列表（lists）

Redis中的lists相当于Java中的LinkedList，实现原理是一个双向链表（其底层是一个快速列表），即可以支持反向查找和遍历，更方便操作。插入和删除操作非常快，时间复杂度为 O(1)，但是索引定位很慢，时间复杂度为 O(n)。

应用场景

lists的应用场景非常多，可以利用它轻松实习热销榜；可以实现工作队列（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）；可以实现最新列表，最热评论等。

操作指令

# 左进
lpush key value1 value2 value3...
# 左出
lpop key
# 右进
rpush key value1 value2 value3...
# 右出
rpop key
# 从左往右读取 start和end是下标
lrange key start end


实操
# 从 list 左边依次插入
>lpush student zhangsan lisi wangwu
"3"
# 从 list 右边插入
>rpush student tianqi
"4"
# 从 list 左边弹出一个
>lpop liangshan
"wangwu"
# 从 list 右边弹出一个
>rpop liangshan
"tianqi"
# 获取 list 下标 0 ~ 1 的数据(左闭右闭)
>lrange liangshan 0 1
 1) "lisi"
 2) "zhangsan"

注意：blpop阻塞版获取
为什么要阻塞版本的pop呢，主要是为了避免轮询。举个简单的例子如果我们用list来实现一个工作队列。执行任务的thread可以调用阻塞版本的pop去获取任务这样就可以避免轮询去检查是否有任务存在。当任务来时候工作线程可以立即返回，也可以避免轮询带来的延迟。