redis各类型实现&命令 笔记

比较基础的命令不做过多赘述（例如string的set、get等），主要记录一下各类型的大概实现方式和需要费力记忆的命令，帮助理解和更好地运用redis各类型以解决工作中的问题。

需要注意的是：redis中各数据类型是不能嵌套的。不像编程语言中A类可以拥有成员属性B类。

1、string类型：

string类型是二进制安全的，因为在redis底层的实现中，string类型是一个结构体，内容如下：

struct sdshdr{long len;long free;char buf[];}

因为使用len记录了总长度，使用free记录了buf数组中剩余可用长度，所以不需要使用nil字符作为结束，从而实现二进制安全

在redis中，也使用string类型保存数字，从而拥有incr、decr等方法，具体实现细节隐藏在底层，不细表了。

mset命令：一次set多个key的值，但若失败一个，则整个命令失效（类似于事务机制，要么都成功，要么都不成功），不会出现部分成功部分失败的情况。

msetnx 命令：参考mset，但比mset多一个限制条件：若其中一个key已存在，则也视为事务失败

2、list列表：

列表在redis中使用双链表实现，但并不提供精确查找(精确查找需要遍历链表，时间复杂度为O(n) )，只能范围查找，所以更加适用于做各类排行榜、队列等。

lrange：获取指定区间的元素（只读）

ltrim：截取指定区间元素（只写），若成功，返回OK（不返回截取后的内容），会修改该列表

blpop/brpop，阻塞式地pop，但它有个特点是可以一次pop多个list，并且pop的顺序是从左到右（例如从list1-list2-list3的顺序），若list1存在内容，就会永远pop出list1的内容直到list1为空，再去pop出list2的内容，所以可用于实现优先级队列，同时它带有timeout属性(以秒为单位)，故可结合起来实现带超时的优先级队列。若超时，返回的是nil（编程语言中为NULL或None，视语言而定）

3、set集合：

集合内的元素是无序的，在redis中集合实现的方式是通过hashtable，所以它查找和删除元素的时间复杂度为0(1)，它主要应用场景是快速查找元素是否存在、存储不可重复的数据，例如维护一个网站的用户名记录，可快速获取该用户名是否已存在；集合一般用于做记录，例如网站中用户一天只能投票一次，就可以使用集合存储已经投过票的用户id，从而避免重复投票

spop：删除并返回set中的一个随机元素

smove：将一个集合中的某元素移动到另一个集合中，整个操作是原子的

4、sorted set 有序集合：

有序集合类似于集合，但它和集合的不同点是：拥有一个double类型的整数score。通过score这个属性实现有序的特性。

而在redis底层中，有序集合使用SkipList（跳跃表）和HashTable组合而成，SkipList负责排序，HashTable负责保存数据。

有序集合相比普通集合，可以覆盖普通集合的功能，并可用于构建具有优先级的队列（普通集合无法实现）

zincrby ：对指定元素的score做自增

zrank ：返回指定key在集合中的排序下标，按照score升序排列

zrevrank ：同上，但排序方式是按照score降序

zrange ：返回指定两个下标之间的元素，按照score升序排列

zrevrange ：同上，但按照score降序

zrangebyscore ：返回在集合中分数score在指定区间大小内的元素

zcount ：返回在集合中分数在指定区间大小内的元素个数

zremrangebyrank：删除集合中排名在给定区间内的元素

zremrangebyscore：删除集合中分数在给定区间内的元素

sorted set可用于实现排行榜（例如知乎的各回答点赞数排行，用户每次点赞时，执行zincrby进行添加点赞数）

5、Hash类型：

Hash类型就是一个hashtable，可以用于存储对象，例如存储一个用户对象：把用户ID作为key，将用户信息存入hash中。

【注意】：新建Hash类型对象时，为了节省内存，redis使用zipmap存储数据，zipmap并不是真正的hashtable，添加、删除和修改操作的时间复杂度都是O（n），但是相比hashtable来说，zipmap节省不少内存。当zipmap中的key或者value超过一定限制，redis会自动将它替换成真正的hashtable。（这是典型的优化手段，虽然zipmap时间复杂度更高，但由于只会在数据较少的时候使用，所以实际上所花费的时间并不多。这样做是为了在尽量不影响redis性能的情况下节省内存）

hmset：一次设置key对应的hash对象内多个属性的值，如果key对应的hash对象不存在，则会创建此对象

hlen ：返回key对应hash对象的属性数量

hkeys ：返回hash对象中所有的键列表

hvals ：返回hash对象中所有的值列表