【入门篇】1.1 redis 基础数据类型详解和示例-编程知识

文章目录

1. 简介
2. Redis基础数据类型
- 2.1 String类型
- - 场景示例
  - 常用命令示例
- 2.2 List类型
- - 场景示例
- 2.3 Set类型
- - 场景示例
- 2.4 Hash类型
- - 场景示例
- 2.5 Sorted Set类型
3. 使用Redis存储数据的注意事项
- 1. 内存管理
- 2. 数据持久化
- 3. 高并发下的性能考量
4. 参考资料

1. 简介

Redis概述

Redis 是一个开源的在内存中存储数据的结构化键值数据库，它支持多种类型的数据结构，如字符串、列表、集合、哈希、有序集合等。此外，Redis还支持事务、持久化、LUA脚本、LRU清除、自动故障转移等功能。

Redis特点

性能高效：Redis能读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s，因此被广泛应用于缓存场景。
支持多种数据类型：Redis支持最常见的数据类型，为复杂的应用提供了广泛的可能性。
数据持久化：Redis可以将数据保存在磁盘上，重启后可以再次加载进行使用。
支持消息队列：Redis还可以用作消息队列使用，它提供了发布/订阅等相关功能。
支持事务：Redis支持事务，可以一次执行多个命令，中间不会被其他命令插入。
高可用和分布式：通过Redis的Sentinel系统和Cluster集群模式，可以构建高可用、分布式的Redis系统。

Redis安装和启动

Redis的安装过程根据操作系统的不同而不同。以Linux为例，可以通过如下命令进行安装：

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz
$ tar xzf redis-5.0.3.tar.gz
$ cd redis-5.0.3
$ make

安装完成后，可以通过以下命令启动Redis：

$ src/redis-server

这样就成功启动了Redis服务器。要连接到这个服务器，可以打开另一个终端窗口，然后输入：

$ src/redis-cli

这样就可以开始使用Redis了。

2. Redis基础数据类型

2.1 String类型

String类型是Redis最基础的数据类型，是二进制安全的。它可以包含任何数据，例如jpeg图片或者序列化的对象，或者就简单的文本数据。String类型的value最大能存储512MB的数据。

场景示例

在一个电商平台中，用户的购物车信息可以使用String类型存储，例如存储用户ID和购物车商品数量的键值对。

SET user:1:cart 5
GET user:1:cart

常用命令示例

1. SET：

SET命令用于设置指定键的值，如果键已经存在则覆盖旧的值。

SET name "John Doe"

执行结果：OK。命令执行成功，则返回OK。

2. GET：

GET命令用于获取指定键的值。

GET name

执行结果："John Doe"。如果键存在则返回其对应的值，否则返回nil。

3. INCR：

INCR命令用于将指定键的值增加1。如果键不存在，那么在操作前会先将其设置为0，然后再执行加1操作。

SET counter 100
INCR counter

执行结果：101。INCR命令返回执行操作后的值。

4. DECR：

DECR命令用于将指定键的值减少1。同样，如果键不存在，那么在操作前会先将其设置为0，然后再执行减1操作。

DECR counter

执行结果：100。DECR命令返回执行操作后的值。

2.2 List类型

List类型是Redis的一种复杂的数据类型，也是Redis的重要特性之一。Redis的List类型实际上是一个双向链表，所以添加一个新的元素到List的头部或者尾部的复杂度是O(1)。同时由于采用链表实现，你可以利用索引下标来获取元素，或者进行范围查询，这个操作的复杂度是O(N)。

场景示例

在一个即时通讯应用中，可以使用List类型存储聊天记录，每次发送的消息都会添加到List中。
命令示例：

LPUSH chat:room1 "Hello"
LPUSH chat:room1 "How are you?"
LRANGE chat:room1 0 -1

常用命令示例及执行结果

1. LPUSH：

LPUSH命令用于将一个或多个值插入到列表头部：

LPUSH mylist "World"
LPUSH mylist "Hello"

执行结果：2。LPUSH命令返回此时列表的长度。

执行LRANGE mylist 0 -1命令查看列表，结果为：1) "Hello" 2) "World"

2. RPUSH：

RPUSH命令用于将一个或多个值插入到列表的尾部：

RPUSH mylist "Redis"

执行结果：3。RPUSH命令返回此时列表的长度。

执行LRANGE mylist 0 -1命令查看列表，结果为：1) "Hello" 2) "World" 3) "Redis"

3. LPOP：

LPOP命令用于移除并返回列表的第一个元素：

LPOP mylist

执行结果："Hello"。LPOP命令返回被移除的元素的值。

执行LRANGE mylist 0 -1命令查看列表，结果为：1) "World" 2) "Redis"

4. RPOP：

RPOP命令用于移除并返回列表的最后一个元素：

RPOP mylist

执行结果："Redis"。RPOP命令返回被移除的元素的值。

执行LRANGE mylist 0 -1命令查看列表，结果为：1) "World"

以上即为Redis List类型的常用命令示例，以及它们的执行结果。对于更多的命令，你可以查阅Redis的官方文档进行学习。

2.3 Set类型

Set类型也是Redis的一种复杂数据类型，它是一种无序的、元素不重复的集合。由于集合中的元素是唯一的，所以可以使用Set类型来存储一些集合元素，并进行交集、并集、差集等操作。

场景示例

某个社交网络应用中，可以使用Set类型存储用户的好友列表，以便进行好友关系的管理。
命令示例：

SADD user:1:friends user:2
SADD user:1:friends user:3
SMEMBERS user:1:friends

常用命令示例

1. SADD:

SADD命令用于向集合添加一个或多个成员。

SADD myset "Hello"
SADD myset "World"

执行结果：1。SADD命令返回添加成功的元素数量。

执行SMEMBERS myset命令查看集合，结果为：1) "Hello" 2) "World"

2. SREM:

SREM命令用于移除集合中一个或多个成员。

SREM myset "World"

执行结果：1。SREM命令返回移除成功的元素数量。

执行SMEMBERS myset命令查看集合，结果为：1) "Hello"

3. SISMEMBER:

SISMEMBER命令用于判断成员元素是否是集合的成员。

SISMEMBER myset "World"
SISMEMBER myset "Hello"

执行结果：0 和 1。SISMEMBER命令返回元素是否在集合中，0表示不在，1表示在。

2.4 Hash类型

Hash类型是Redis的一种复杂数据类型，它相当于一种简单的二级字典：第一级的key对应一个新的字典，这个新的字典就是Hash的内部结构，拥有自己的key-value对。Hash类型适合用于存储对象。

场景示例

某个网站需要存储用户的个人信息，可以使用Hash类型存储用户的姓名、年龄、性别等字段。
命令示例：

HSET user:1 name "John"
HSET user:1 age 25
HSET user:1 gender "Male"
HGETALL user:1

常用命令示例

1. HSET:

HSET命令用于为哈希表中的字段赋值。

HSET myhash field1 "Hello"
HSET myhash field2 "World"

执行结果：1。HSET命令返回操作成功的数量。

执行HGETALL myhash命令查看哈希表，结果为：1) "field1" 2) "Hello" 3) "field2" 4) "World"

2. HGET:

HGET命令用于获取存储在哈希表中指定字段的值。

HGET myhash field1

执行结果："Hello"。HGET命令返回字段的值。

3. HGETALL:

HGETALL命令用于获取在哈希表中指定key的所有字段和值。

HGETALL myhash

执行结果：1) "field1" 2) "Hello" 3) "field2" 4) "World"。HGETALL命令返回哈希表的所有字段和值。

2.5 Sorted Set类型

Sorted Set是Redis的一种复杂数据类型，也是集合的一种，能够存储一组数据，并且每个数据都有一个得分。数据是唯一的，但是得分(score)可以重复。集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。而得分的值是通过跳跃表来进行排序的。

场景示例：一个新闻网站可以使用Sorted Set类型存储热门新闻的排名，以便展示热门文章。
命令示例：

ZADD news:popular 1000 "Article1"
ZADD news:popular 800 "Article2"
ZADD news:popular 600 "Article3"
ZREVRANGE news:popular 0 -1 WITHSCORES

常用命令示例

1. ZADD:

ZADD命令用于向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数。

ZADD myzset 1 "one"
ZADD myzset 2 "two" 3 "three"

执行结果：1。ZADD命令返回被成功添加的新成员的数量。

执行ZRANGE myzset 0 -1 WITHSCORES命令查看有序集合，结果为：1) "one" 2) "1" 3) "two" 4) "2" 5) "three" 6) "3"

2. ZSCORE:

ZSCORE命令返回有序集中，成员的分数值。

ZSCORE myzset "one"

执行结果："1"。ZSCORE命令返回成员的分数值。

3. ZRANGE:

ZRANGE命令用于返回有序集中，指定区间内的成员。

ZRANGE myzset 0 -1

执行结果：1) "one" 2) "two" 3) "three"。ZRANGE命令返回指定区间内的成员。

3. 使用Redis存储数据的注意事项

1. 内存管理

Redis是基于内存的数据库，数据存储在内存中，因此需要注意合理使用内存。可以使用maxmemory参数限制Redis使用的最大内存大小，并使用相应的策略（如LRU）来处理内存不足的情况。
对于大量数据存储的情况，可以考虑使用分片（sharding）或者集群（cluster）来扩展Redis的内存容量。