3年Java開發都知道的Redis數據結構和通用命令

Redis的數據結構

Redis支持多種不同的數據結構，包括5種基礎數據結構和幾種比較復雜的數據，這些數據結構可以滿足不同的應用場景。

五種基礎數據結構

• String：字符串，是構建其他數據結構的基礎

• Hash：哈希列表

• List：列表

• Set：集合，在哈希列表的基礎上實現

• Sort Set：有序集合

復雜的數據結構

• Bitmaps:位圖，在string的基礎上進行位操作，可以實現節省空間的數據結構。

• Hyperloglog：用于估計一個 set 中元素數量的概率性的數據結構。

• Geo：geospatial,地理空間索引半徑查詢。

• BloomFilter：布隆過濾器。

不同數據結構的相同之處

從上面的介紹，我們看到支持的數據結構的不同，但其實，Redis的每一種數據結構都由一個key和value組成,可以抽象為：

而所有數據結構的key的值都是任意合法的字符串,不同的數據結構的區別就在于value存儲的值的不同而不同。

比如，最簡簡單的String數據結構，其value為String，所以String可以表示為：

而Hash數據結構，其value為一個哈希列表，所以Hash可以表示為：

這里就列出String和Hash來講解說明，關于更多數據結構的內部結構及詳細操作，我們在之后的文章在再談談吧。

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Redis的通用命令

Redis官網將Redis的命令按照功能劃分為15個主題分組,其中，Kyes主題的命令對所有的數據結構都通用，因此，有必要在了解其他數據結構命令前好好學習一下。

keys

keys命令的作用是列出Redis所有的key,該命令的時間復雜度為O(N)，N隨著Redis中key的數量增加而增加，因此Redis有大量的key，keys命令會執行很長時間，而由于Redis是單線程，某個命令耗費過長時間，則會導致后面的的所有請求無法得到響應，因此，千萬不要在生產服務器上使用keys命令。

#?key命令,時間復雜度為O(n)
keys?pattern?#pattern可為一個包含匹配模式的字符串，可以包含*,+,?,[a-z]等模式。

示例

>?mset?hello_test1?one?hello_test2?two?helloa?a?hellob?b
>?keys?hello*
1)?"hello_test1"
2)?"hello_test2"
3)?"helloa"
4)?"hellob"
>?keys?heelo?
1)?"helloa"
2)?"hellob"
>?keys?hello[a-z]
1)?"helloa"
2)?"hellob"

exists

exists命令用于判斷一個或多個key是否存在，判斷多個key時，key之間用空格分隔,exists的返回值為整數，表示當前判斷有多少個key是存在的。

#?exists命令，時間復雜度O(1)
exists?key?[key?...]

示例

>?set?test1?t1
>?exists?test1?test2?
(integer)?1?#只有一個key存在
>?exists?test3?test3
(integer)?0?#key都不存在

del

del命令用于刪除一個或多個key，多個key之間用空格分隔，其返回值為整數，表示成功刪除了多少個存在的key，因此，如果只刪除一個key，則可以從返回值中判斷是否成功，如果刪除多個key，則只能得到刪除成功的數量。

#?del命令,時間復雜度O(n)
del?key?[key?...]

示例

>?set?test?t
>?del?test
(integer)?1
>?mset?test1?2?test2?1
>?del?test1?test2?test3
(integer)?2?#?返回2，表示成功刪除兩個
#再次刪除，返回0，因為刪除成功個數為0
>?del?test1?test2?test3
(integer)?0

expire,pexpire

expire設置key在多少秒之后過期，pexpire設置key在多少毫秒之后過期,成功返回1，失敗返回0。

#?expire命令，時間復雜度為O(1)
expire?key?seconds
#?pexpire命令，時間復雜度為O(1)
pexpire?key?milliseconds

示例

>?mset?test?test_value?test1?test1_value
>?expire?test?10?#設置10秒后過期
(integer)?1
>?pexpire?test1_value?10000?#設置10000毫秒(10s)后過期
(integer)?1
>?expire?ttt?100
(integer)?0?#?不存在的key，設置失敗，返回0

ttl,pttl

ttl和pttl命令用于獲取key的過期時間，其返回值為整型，代表的意義分為幾種情況：

• 當key不存在或過期時間，返回-2。

• 當key存在且永久有效時，返回-1。

• 當key有設置過期時間時，返回為剩下的秒數(pttl為毫秒數)

#?ttl命令，時間復雜度O(1)
ttl?key
#?pttl命令，時間復雜度O(1)
pttl?key

示例(ttl的演示，pttl類似)

>?set?test?test
>?expire?test?100
>?ttl?test
(integer)?98#返回剩下的秒數
>?set?test1?#永久有效
>?ttl?test1
(integer)?-1
>?ttl?test2
(integer)?-2#不存在或過期
#100秒后
>?ttl?test?#?test已過期
(integer)?-2

expireat,pexpireat

設置key在某個時間戳過期,expreat參數時間戳用秒表示，而pexpireat則用毫秒表示，與expire和pexpire功能類似，返回1表示成功，0表示失敗。

#expireat命令，時間復雜度為O(1)
expireat?key?timestamp
#pexpireat命令，時間復雜度為O(1)
pexpireat?key?milliseconds-timestamp

示例

>?set?test?test
>?expireat?test?1560873600?#?2019-06-19?00:00:00
(integer)?1
>?set?test1?test1
>?pexpireat?test1?156087360000?#?2019-06-19?00:00:00的毫秒表示
(integer)?1

persist

移除key的過期時間，將key設置為永久有效，當key設置了過期時間，使用persist命令移除后返回1，如果key不存在或本身就是永久有效的，則返回0。

#?persist命令,時間復雜度O(1)
persist?key

示例

>?set?test?test
>?ttl?test
(integer)?-1?#?表示永久有效
>?persist?test
(integer)?0?#?對永久有效或不存在的key使用persist命令，返回
>?expire?test?10
(integer)?1
>?persist?test
(integer)?1

type

判斷key是什么類型的數據結構,返回值為string,list,set,hash,zset,分別表示我們前面介紹的Redis的5種基礎數據結構。

geo,hyperloglog,bitmaps等復雜的數據結構，都是在這五種基礎數據結構上實現，比如geo是zset類型，hyperloglog和bitmaps都為string。

#?type命令，時間復雜度O(1)
type?key

示例

>?set?test?test
>?type?test
string
>?hset?htest?test?test
>?type?htest
hash

小結

上面介紹的是Redis中最常用的通用命令，雖然簡單，但還是非常有必要掌握其用法和使用方面要注意的事項，其實，對于普通開發人員來說，很多時候，也只是使用這些基礎通用的命令來操作Redis而已。

最后
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