Redis的五种基本数据结构与相对应的命令

Redis是什么

REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统。Redis提供了一些丰富的数据结构，包括 lists, sets, ordered sets 以及 hashes ，当然还有和Memcached一样的 strings结构.Redis当然还包括了对这些数据结构的丰富操作。

Redis的优点

• 性能极高 – Redis能支持超过 100K+ 每秒的读写频率。
• 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
• 原子 – Redis的所有操作都是原子性的，同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
• 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性

String字符串操作

set命令：

 

$ redis-cli set mykey "my binary safe value"
OK

 这样设置的值过期时间是-1，即永远不会过期的。

 

可以使用expire mykey 5

设置mykey的过期时间为5秒。

 

也可以设置过期固定时间，使用EXPIREAT命令。 

expireat name 1316805000

 

查看是否过期或者是否存在使用exists命令。

 

get命令：

 

$ redis-cli get mykey
my binary safe value

 incr、incrby和decr、decrby都是原子的对数值进行增加和减少的操作：

 

 

$ redis-cli set counter 100
OK $ redis-cli incr counter
(integer) 101
$ redis-cli incr counter
(integer) 102
$ redis-cli incrby counter 10
(integer) 112

 mset批量写

 

 

$ redis-cli  mset age 100 name mushui
$ redis-cli  get age
"100"

 mget批量读

 

 

$ redis-cli  mget age name
1) "100"
2) "mushui"

 append向字符串后面添加字符串：

 

 

$ redis-cli append name ' jingjing'
$ redis-cli get name
mushui jingjing

 

 

strlen获取字符串长度

 

$ redis-cli  strlen name
19

 substr获取部分字符串

 

 

$ redis-cli  substr name 0 3
mush

  

 

列表操作

列表操作，redis的列表可以看做是Java的LinkedList，双端链表的形式

lpush命令可向list的左边（头部）添加一个新元素，而rpush命令可向list的右边（尾部）添加一个新元素。最后lrange命令可从list中取出一定范围的元素。

 

$ redis-cli rpush messages "Hello how are you?"
OK
$ redis-cli rpush messages "Fine thanks. I‘m having fun with Redis"
OK
$ redis-cli rpush messages "I should look into this NOSQL thing ASAP"
OK
$ redis-cli lrange messages 0 2
1. Hello how are you?
2. Fine thanks. I‘m having fun with Redis
3. I should look into this NOSQL thing ASAP

 注意LRANGE 带有两个索引，一定范围的第一个和最后一个元素。这两个索引都可以为负来告知Redis从尾部开始计数，因此-1表示最后一个元素，-2表示list中的倒数第二个元素，以此类推。

 

lpop命令从list左边弹出元素，rpop从列表右边弹出元素，实质和栈Stack类似。LLEN返回列表元素数量。

可以使用列表来实现聊天记录保存，或者保存博客的评论。

在上面的例子里 ，我们将“对象”（此例中是简单消息）直接压入Redis list，但通常不应这么做，由于对象可能被多次引用：例如在一个list中维护其时间顺序，在一个集合中保存它的类别，只要有必要，它还会出现在其他list中，等等。

例如新闻评论系统，用户提交的链接（新闻）添加到list中，有更可靠的方法如下所示：

 

$ redis-cli incr next.news.id
(integer) 1
$ redis-cli set news:1:title "Redis is simple"
OK
$ redis-cli set news:1:url "http://code.google.com/p/redis"
OK
$ redis-cli lpush submitted.news 1
OK

 我们自增一个key，很容易得到一个独一无二的自增ID，然后通过此ID创建对象–为对象的每个字段设置一个key。最后将新对象的ID压入submitted.news list。

 

 

集合操作

Redis集合是未排序的集合，其元素是二进制安全的字符串。SADD命令可以向集合添加一个新元素。和sets相关的操作也有许多，比如检测某个元素是否存在，以及实现交集，并集，差集等等。

 

$ redis-cli sadd myset 1
(integer) 1
$ redis-cli sadd myset 2
(integer) 1
$ redis-cli sadd myset 3
(integer) 1
$ redis-cli smembers myset
1. 3
2. 1
3. 2

 我向集合中添加了三个元素，并让Redis返回所有元素。如你所见它们是无序的。

 

现在让我们检查某个元素是否存在：

 

$ redis-cli sismember myset 3
(integer) 1
$ redis-cli sismember myset 30
(integer) 0

 

 

“3″是这个集合的成员，而“30”不是。集合特别适合表现对象之间的关系。例如用Redis集合可以很容易实现标签功能。

 

下面是一个简单的方案：对每个想加标签的对象，用一个标签ID集合与之关联，并且对每个已有的标签，一组对象ID与之关联。

例如假设我们的新闻ID 1000被加了三个标签tag 1,2,5和77，就可以设置下面两个集合：

 

$ redis-cli sadd news:1000:tags 1
(integer) 1
$ redis-cli sadd news:1000:tags 2
(integer) 1
$ redis-cli sadd news:1000:tags 5
(integer) 1
$ redis-cli sadd news:1000:tags 77
(integer) 1
$ redis-cli sadd tag:1:objects 1000
(integer) 1
$ redis-cli sadd tag:2:objects 1000
(integer) 1
$ redis-cli sadd tag:5:objects 1000
(integer) 1
$ redis-cli sadd tag:77:objects 1000
(integer) 1

 要获取一个对象的所有标签，如此简单：

 

 

$ redis-cli smembers news:1000:tags
1. 5
2. 1
3. 77
4. 2

 

 

而有些看上去并不简单的操作仍然能使用相应的Redis命令轻松实现。例如我们也许想获得一份同时拥有标签1, 2, 10和27的对象列表。这可以用sinter命令来做，他可以在不同集合之间取出交集。因此为达目的我们只需：

$ redis-cli sinter tag:1:objects tag:2:objects tag:10:objects tag:27:objects
... empty list or set ...
$ redis-cli sinter sinter tag:1:objects tag:2:objects tag:10:objects tag:27:objects
1) "1000"

 

使用sunion获取并集，sdiff获取差集。

注意：Redis集合和list都是可排序的，可以使用sort命令

 

redis 127.0.0.1:6379> sort news:1000:tags
1) "1"
2) "2"
3) "5"
逆序
redis 127.0.0.1:6379> sort news:1000:tags desc
1) "5"
2) "2"
3) "1"

  

有序集合操作

集合是使用频率很高的数据类型，但是…对许多问题来说他们也有点儿太不讲顺序了;)因此Redis1.2引入了有序集合。他和集合非常相似，也是二进制安全的字符串集合，但是这次带有关联的score，以及一个类似LRANGE的操作可以返回有序元素，此操作只能作用于有序集合，它就是，zrange 命令。

基本上有序集合从某种程度上说是SQL世界的索引在Redis中的等价物。例如在上面提到的reddit.com例子中，并没有提到如何根据用户投票和时间因素将新闻组合生成首页。我们将看到有序集合如何解决这个问题，但最好先从更简单的事情开始，阐明这个高级数据类型是如何工作的。让我们添加几个黑客，并将他们的生日作为“score”。

$ redis-cli zadd hackers 1940 "Alan Kay"
(integer) 1
$ redis-cli zadd hackers 1953 "Richard Stallman"
(integer) 1
$ redis-cli zadd hackers 1965 "Yukihiro Matsumoto"
(integer) 1
$ redis-cli zadd hackers 1916 "Claude Shannon"
(integer) 1
$ redis-cli zadd hackers 1969 "Linus Torvalds"
(integer) 1
$ redis-cli zadd hackers 1912 "Alan Turing"
(integer) 1

 

上面zadd key score value表示，向有序集合中插入key，有序集合中value值，这个值在集合中的score，即作为排序的数值。

对有序集合来说，按生日排序返回这些黑客易如反掌，因为他们已经是有序的。有序集合是通过一个dual-ported 数据结构实现的，它包含一个精简的有序列表和一个hash table，因此添加一个元素的时间复杂度是O(log(N))。这还行，但当我们需要访问有序的元素时，Redis不必再做任何事情，它已经是有序的了：

$ redis-cli zrange hackers 0 -1
1. Alan Turing
2. Claude Shannon
3. Alan Kay
4. Richard Stallman
5. Yukihiro Matsumoto
6. Linus Torvalds

 

你知道Linus比Yukihiro年轻吗

无论如何，我想反向对这些元素排序，这次就用 ZREVRANGE 代替 ZRANGE 吧：

$ redis-cli zrevrange hackers 0 -1
1. Linus Torvalds
2. Yukihiro Matsumoto
3. Richard Stallman
4. Alan Kay
5. Claude Shannon
6. Alan Turing

 

一个非常重要的小贴士，ZSets只是有一个“默认的”顺序，但你仍然可以用 SORT 命令对有序集合做不同的排序（但这次服务器要耗费CPU了）。要想得到多种排序，一种可选方案是同时将每个元素加入多个有序集合。

zscore命令获取有序集合元素的score：

$ redis-cli   zscore hackers 'Richard Stallman'
"1953"

 

有序集合之能不止于此，他能在区间上操作。例如获取所有1950年之前出生的人。我们用 ZRANGEBYSCORE 命令来做：

$ redis-cli zrangebyscore hackers -inf 1950
1. Alan Turing
2. Claude Shannon
3. Alan Kay

 

我们请求Redis返回score介于负无穷到1950年之间的元素（两个极值也包含了）。

也可以删除区间内的元素。例如从有序集合中删除生日介于1940到1960年之间的黑客。

$ redis-cli zremrangebyscore hackers 1940 1960
(integer) 2

  

ZREMRANGEBYSCORE 这个名字虽然不算好，但他却非常有用，还会返回已删除的元素数量。

Hash类型基本操作

Hash类型与Java中的HashMap类似，使用hset命令设置：

$ redis-cli  hset  student name mushui

设置了student元素的key-value键值对name->mushui

hget命令获取元素指定键的值。

$ redis-cli  hget  student name 
"mushui"
$ redis-cli  hset  student age 20
$ redis-cli  hset  student sex '男'

 

hkeys获取元素的键集合，hvls获取元素的值的集合

$ redis-cli  hkeys  student
 
1) "name"
2) "age"
3) "sex"

 

hdel命令删除元素某个键值对。

 

hmset与hmget与mset和mget类似，是批设置的命令。