Redis 支持哪些数据结构？

1. 「字符串」（string）：字符串是 Redis 最基本的数据结构，它可以是普通的字符串或者二进制数据，最大长度为512MB。
2. 「哈希」（hash）：Redis哈希是一个键值对集合，其中键和值都是字符串类型。哈希适用于存储对象。
3. 「列表」（list）：Redis列表是一个链表，每个节点都包含了一个字符串，列表支持正反两个方向的遍历。
4. 「集合」（set）：Redis集合是字符串的无序集合，支持添加、删除、判断元素是否存在等基本操作，还支持交、并、差等操作。
5. 「有序集合」（sorted set）：Redis有序集合和集合类似，区别在于集合中的元素可以关联一个分数（score），根据分数进行排序。

img

redis数据结构的使用

接下来叙述常用的api和应用场景。

字符串

「常用操作」

• 存入字符串键值对：SET key value
• 批量存储字符串键值对：MSET key value [key value ...]
• 存入一个不存在的字符串键值对：SETNX key value
• 获取一个字符串键值：GET key
• 删除一个键：DEL key [key ...]
• 设置一个键的过期时间(秒)：EXPIRE key seconds

「原子操作」

• 将key中储存的数字值加1：INCR key
• 将key中储存的数字值减1：DECR key
• 将key所储存的值加上i：INCRBY key i
• 将key所储存的值减去d：DECRBY key d

「应用场景」

• 对象缓存：

我们把user表的数据存储到redis中，(user:id)作为key：SET user:1001 value(user的JSON数据)。

也可以将(user:id :字段名)作为key：

SET user:1001:name 小明，

MSET user:1001:name 小明 user:1001:age 18。

• 分布式锁：

利用SETNX命令存入不存在的字符串值，如果key不存在，SETNX将key的值设置为value，然后返回1。如果key已经存在，SETNX不会改变任何内容，并返回0，获得锁后代码运行完毕，删除锁DEL 。

为了防止死锁现象一般设置锁超时时间。我们可以使用SET命令配合NX（如果不存在则设置）和EX（设置过期时间，单位为秒）选项来达到同样的效果，

SET user:1001 value NX EX 10

• 计数器

利用INCRBY原子加操作，可以对文章的阅读量技术。

INCRBY article:readCount:1001

• 分布式序列号

也是利用INCRBY去生成序列号。

哈希Hash

「常用操作」

它的结构大概是 key filed:value，两层，一个是key，一个是filed。

• 存储一个哈希表key的键值：HSET key field value
• 存储一个不存在的哈希表key的键值：HSETNX key field value
• 在一个哈希表key中存储多个键值对：HMSET key field value [field value ...]
• 获取哈希表key对应的field键值：HGET key field
• 批量获取哈希表key中多个field键值：HMGET key field [field ...]
• 删除哈希表key中的field键值：HDEL key field [field ...]
• 返回哈希表key中field的数量：HLEN key
• 返回哈希表key中所有的键值：HGETALL key

「原子操作」

• 为哈希表key中field键的值加上增量i：HINCRBY key field i
• 为哈希表key中field键的值减去d：DECRBY key field d

「应用场景」

• 对象缓存

HSET user 1001:name 小明 1001:age 18 1002:name 小红
HMGET user 1001:name  1001:age 1002:name 

• 电商购物车

以(cart:用户ID)为key，商品id为filed，数量为value。

添加商品：

hset cart:1001 pro_100 1

增加数量：

HINCRBY cart:1001 pro_100 1

商品总数：

HLEN cart:1001

删除商品：

hdel cart:1001 pro_100

获取购物车所有商品：

HGETALL cart:1001

List

集合

「常用操作」

• 将一个或多个值value插入到key列表的表头(最左边)：LPUSH key value [value ...]
• 将一个或多个值value插入到key列表的表尾(最右边)：RPUSH key value [value ...]
• 移除并返回key列表的头元素：LPOP key
• 移除并返回key列表的尾元素：RPOP key
• 返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定：LRANGE key start stop
• 从key列表表头弹出一个元素，若列表中没有元素，阻塞等待timeout秒,如果timeout=0,一直阻塞等待：BLPOP key [key ...] timeout
• 从key列表尾部弹出元素，若列表中没有元素阻塞等待：BRPOP key [key ...] timeout

list

「应用场景」

栈 先进后出 = LPUSH + LPOP

队列 先进先出 = LPUSH + RPOP

阻塞队列 = LPUSH + BLPOP

SET

不重复集合

「常用操作」

• 往集合key中存入元素，元素存在则忽略：SADD key member [member ...]
• 从集合key中删除元素：SREM key member [member ...]
• 获取集合key中所有元素：SMEMBERS key
• 获取集合key的元素个数：SCARD key
• 判断member元素是否存在于集合key中：SISMEMBER key member
• 从集合key中随机选出count个元素(默认是1个)，元素不从key中删除：SRANDMEMBER key [count]
• 从集合key中随机选出count个元素(默认是1个)，元素从key中删除：SPOP key [count]

「set运算操作」

交集运算：SINTER key [key ...]

交集运算

将交集结果存入新交集set3中：SINTERSTORE set3 key [key ..]

存放新交集set3中

并集运算：SUNION key [key ..]

将并集结果存入新集合set4中：SUNIONSTORE set4 key [key ...]

差集运算：SDIFF key [key ...]

将差集结果存入新集合set5中：SDIFFSTORE set5 key [key ...]

「应用场景」

• 抽奖：

添加用户：SADD key member

抽奖：SRANDMEMBER award:100 或者 SPOP award:100

• 朋友圈查看点赞

只能看见好友的点赞。

点赞：SADD userID:like:内容 用户id

取消点赞：SREM userID:like:内容 用户id

判断是否点赞过：SISMEMBER userID:like:内容 用户id

朋友看都有谁点赞了：SINTER userID:like:内容 自己的朋友ID

可能认识的人：SDIFF 朋友的朋友ids 我的朋友ids(属于朋友的朋友，但不属于我的朋友的集合)

ZSET

不重复有序集合

「常用操作」

每个值都有自己的分值，比如说 小明 80分，小红 70分，插入班级数学成绩集合。

score：80，70。member：小明，小红

• 往有序集合key中加入带分值元素：ZADD 数学成绩集合 80 小明 70 小红 [[score member]…]
• 从有序集合key中删除元素：ZREM key member [member …]
• 返回有序集合key中元素member的分值：ZSCORE key member
• 为有序集合key中元素member的分值加上i：ZINCRBY key i member
• 返回有序集合key中元素个数：ZCARD key
• 正序获取有序集合小到大key从start下标到stop下标的元素：ZRANGE key start stop [WITHSCORES] WITHSCORES：WITHSCORES 是一个可选参数，用于指定 Redis 命令的返回结果是否包含成员的分数值。 负数表示从后往前数。
• 倒序获取有序集合大到小key从start下标到stop下标的元素：ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

「集合运算」

并集计算：

ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

• destination 是存储结果的新的有序集合的名称。
• numkeys 是输入的有序集合的数量。
• key 是输入的有序集合的名称，可以指定多个。
• WEIGHTS 是一个可选参数，后面可以跟随一个或多个权重值，用于调整输入的有序集合的分数。如果指定了 WEIGHTS，其数量必须与输入的有序集合数量相同。默认情况下，所有的输入有序集合的权重都是 1。
• AGGREGATE 是一个可选参数，用于指定如何聚合相同元素的分数。可以是 SUM（默认值）、MIN 或 MAX。

WEIGHTS后跟num，那么对应的有序列表的值就需要乘以它。

AGGREGATE表示如果多个列表中有相同的元素，那么他们的值是相加、取最小、取最大。

ZUNIONSTORE zset3 2 zset1 zset2 WEIGHTS 2 3 AGGREGATE MIN

这段指令得意思是，zset1 zset2求交集，并将结果集覆盖到zset3集合里边(zset3如果有值也会被删除)。wergth：会把zset1的所有值乘2，zset2的所有值乘3。AGGREGATE MIN 如果键有重复，选取最小的那个，如图中的键aaa。

交集计算：

ZINTERSTORE destkey numkeys key [key …] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

• destkey 是存储结果的新的有序集合的名称。
• numkeys 是输入的有序集合的数量。
• key 是输入的有序集合的名称，可以指定多个。

「应用场景」

微博热搜：

新增一条新闻：ZADD news 0 news:20230623:101

点击新闻增加热度：ZINCRBY news 1 news:20230623:101

七日搜索榜单计算：ZUNIONSTORE hotNews:17-23 7 news:20230623:101 news:20230622:101 ... ...

展示七日排行前十：ZREVRANGE hotNews:17-23 0 9 WITHSCORES

往期回顾

【11】Mysql索引失效场景有哪些？

【15】TCP的三次握手和四次挥手，两次握手不行吗？

【13】说一下SpringBoot自动装配流程

【09】如何解决redis缓存穿透和缓存雪崩问题