Redis系列(二)：Redis的5種數據結構及其經常使用命令

上一篇博客，咱們講解了什麼是Redis以及在Windows和Linux環境下安裝Redis的方法，

沒看過的同窗能夠點擊如下連接查看：

Redis系列(一)：Redis簡介及環境安裝。

本篇博客咱們來說解下Redis的5種數據結構及其經常使用命令，5種數據結構分別爲：

1. 字符串String
2. 列表List
3. 集合Set
4. 散列Hash
5. 有序集合ZSet

注意事項：Redis能夠存儲鍵(key)值(value)對的映射，其中鍵(key)一直是String，而值能夠是上面提到的5種數據結構中的一種。

1. 字符串String

在Redis中，字符串能夠存儲如下3種類型的值：

1. 字節串(byte string)
2. 整數
3. 浮點數

常常使用的字符串命令主要分爲如下3種類型：

1. 經常使用命令
2. 自增自減命令
3. 子串命令

接下來，咱們一一講解。

1.1 經常使用命令

經常使用命令主要有：GET、SET、DEL。

GET、SET、DEL命令的功能以下所示：

命令	功能
GET	獲取指定鍵的值
SET	設置指定鍵的值
DEL	刪除指定鍵的值

而後咱們打開一個redis-cli交互式客戶端，執行下上面的命令看下效果。

如下是這些命令的使用示例：

1.2 自增自減命令

自增自減命令主要有：INCR、DECR、INCRBY、DECRBY、INCRBYFLOAT。

當用戶將一個值存儲到Redis字符串的時候，若是這個值能夠被轉化爲整數或者浮點數，那麼Redis會察覺到這一點，並容許用戶對這個字符串執行各類INCR*和DECR*操做。

INCR、DECR命令的功能以下所示：

命令	語法	功能
INCR	INCR keyname	將鍵存儲的值加1
DECR	DECR keyname	將鍵存儲的值減1

如下是可能存在的3個異常場景：

1. 對一個不存在的鍵執行自增或者自減操做，Redis在執行操做時會將這個鍵的值看成0來處理。
2. 對一個保存了空串的鍵執行自增或者自減操做，Redis在執行操做時會將這個鍵的值看成0來處理。
3. 對一個值沒法被解釋爲整數或者浮點數的字符串鍵執行自增或者自減操做，Redis將返回一個錯誤。

如下是這些命令的使用示例：

INCRBY、DECRBY命令的功能和上面的INCR、DECR命令相似，不過INCRBY、DECRBY能夠指定每次自增或者自減的數值，而INCR、DECR每次都自增或者自減1。

INCRBYFLOAT命令與INCRBY命令相似，不過INCRBYFLOAT命令用來自增或者自減浮點，而INCRBY命令用來自增或者自減整數。

INCRBY、DECRBY、INCRBYFLOAT命令的功能以下所示以下所示：

命令	語法	功能
INCRBY	INCR keyname amount	將鍵存儲的值加上整數amount
DECRBY	DECR keyname amount	將鍵存儲的值減去整數amount
INCRBYFLOAT	INCRBYFLOAT keyname amount	將鍵存儲的值加上浮點數amount

咱們能夠打開一個redis-cli交互式客戶端，執行上面的命令看下效果。

1.3 子串命令

子串命令主要有：APPEND、GETRANGE、SETRANGE。

APPEND命令的功能以下所示：

命令：APPEND

語法：APPEND keyname value

功能：將值value追加到指定鍵keyname當前存儲的值的末尾

GETRANGE命令的功能以下所示：

命令：GETRANGE

語法：GETRANGE keyname start end

功能：獲取一個由偏移量start(包含start)至偏移量end(包含end)範圍內全部字符組成的子串

SETRANGE命令的功能以下所示：

命令：SETRANGE

語法：SETRANGE keyname start value

功能：將從start偏移量開始的子串設置爲給定值

如下是這些命令的使用示例：

2. 列表List

Redis中的列表主要有如下2個特性：

1. 有序地存儲多個字符串
2. 列表裏面的元素是能夠重複的

常常使用的列表命令主要分爲如下3種類型：

1. 經常使用命令
2. 阻塞彈出命令
3. 元素移動命令

接下來，咱們一一講解。

2.1 經常使用命令

經常使用命令主要有：RPUSH、LPUSH、RPOP、LPOP、LINDEX、LRANGE、LTRIM。

RPUSH命令的功能以下所示：

命令：RPUSH

語法：RPUSH keyname value [value ...]

功能：將一個或多個值推入列表的右端

LPUSH命令的功能以下所示：

命令：LPUSH

語法：LPUSH keyname value [value ...]

功能：將一個或多個值推入列表的左端

RPOP命令的功能以下所示：

命令：RPOP

語法：RPOP keyname

功能：移除並返回列表最右端的元素

LPOP命令的功能以下所示：

命令：LPOP

語法：LPOP keyname

功能：移除並返回列表最左端的元素

LINDEX命令的功能以下所示：

命令：LINDEX

語法：LINDEX keyname offset

功能：返回列表中偏移量爲offset的元素

LRANGE命令的功能以下所示：

命令：LRANGE

語法：LRANGE keyname start end

功能：返回列表從start(包含start)偏移量到end偏移量(包含end)範圍內的全部元素

LTRIM命令的功能以下所示：

命令：LTRIM

語法：LTRIM keyname start end

功能：對列表進行修剪，只保留從start(包含start)偏移量到end偏移量(包含end)範圍內的元素

如下是這些命令的使用示例：

2.2 阻塞彈出命令

阻塞彈出命令主要有：BLPOP、BRPOP。

BLPOP命令的功能以下所示：

命令：BLPOP

語法：BLPOP keyname [keyname ...] timeout

功能：從第一個非空列表中彈出最左端的元素，若是沒有，則在timeout秒以內阻塞並等待可彈出的元素出現

BRPOP命令的功能以下所示：

命令：BRPOP

語法：BRPOP keyname [keyname ...] timeout

功能：從第一個非空列表中彈出最右端的元素，若是沒有，則在timeout秒以內阻塞並等待可彈出的元素出現

如下是這些命令的使用示例：

2.3 元素移動命令

元素移動命令主要有：RPOPLPUSH、BRPOPLPUSH。

RPOPLPUSH命令的功能以下所示：

命令：RPOPLPUSH

語法：RPOPLPUSH source-key dest-key

功能：從source-key列表中彈出最右端的元素，而後將這個元素推入dest-key列表的最左端，並向用戶返回這 個元素

BRPOPLPUSH命令能夠認爲是RPOPLPUSH命令的阻塞實現，功能以下所示：

命令：BRPOPLPUSH

語法：BRPOPLPUSH source-key dest-key timeout

功能：從source-key列表中彈出最右端的元素，而後將這個元素推入dest-key列表的最左端，並向用戶返回這 個元素，若是source-key爲空，那麼在timeout秒以內阻塞並等待可彈出的元素出現

如下是這些命令的使用示例：

3. 集合Set

Redis的集合以無序的方式來存儲多個各不相同的元素。

與上面提到的列表相比，Redis中的集合主要有如下2個特性：

1. 無序地存儲多個字符串
2. 集合裏面的元素是不能夠重複的

常常使用的集合命令主要分爲如下3種類型：

1. 經常使用命令
2. 元素移動命令
3. 差集/交集/並集命令

接下來，咱們一一講解。

3.1 經常使用命令

經常使用命令主要有：SADD、SMEMBERS、SISMEMBER、SREM、SCARD。

以上命令的功能描述以下所示：

命令	語法	功能
SADD	SADD keyname item [item ...]	將一個或多個元素添加到集合
SMEMBERS	SMEMBERS keyname	返回集合包含的全部元素
SISMEMBER	SISMEMBER keyname item	檢查元素item是否存在於集合keyname中
SREM	SREM keyname item [item ...]	從集合裏刪除一個或多個元素
SCARD	SCARD keyname	返回集合包含元素的數量

如下是這些命令的使用示例：

3.2 元素移動命令

元素移動命令主要有：SMOVE。

以上命令的功能描述以下所示：

語法：SMOVE sourcekey destkey item

功能：將集合sourcekey中的元素item移除，並將元素item添加到集合destkey中

​ 若是item被成功移除，返回1，不然返回0

如下是SMOVE命令的使用示例：

3.3 差集/交集/並集命令

交集/並集/差集命令主要有：SDIFF、SDIFFSTORE、SINTER、SINTERSTORE、SUNION、SUNIONSTORE。

以上命令的功能描述以下所示：

命令	語法	功能
SDIFF	SDIFF keyname [key-name ...]	返回存在於第1個集合，不存在於其餘集合的元素（差集運算）
SDIFFSTORE	SDIFFSTORE destkey keyname [key-name ...]	將存在於第1個集合，不存在於其餘集合的元素（差集運算）存儲到destkey集合
SINTER	SINTER keyname [key-name ...]	返回同時存在於全部集合中的元素（交集運算）
SINTERSTORE	SINTERSTORE destkey keyname [key-name ...]	將同時存在於全部集合中的元素（交集運算）存儲到destkey集合
SUNION	SUNION keyname [key-name ...]	返回至少存在於一個集合中的元素（並集運算）
SUNIONSTORE	SUNIONSTORE destkey keyname [key-name ...]	將至少存在於一個集合中的元素（並集運算）存儲到destkey集合

如下是這些命令的使用示例：

4. 散列Hash

關於數據結構Hash，有些書籍叫作散列，有些書籍叫作哈希，本文中使用名稱：散列。

Redis的散列能夠存儲多個鍵值對之間的映射，便可以讓用戶將多個鍵值對存儲到一個Redis鍵裏面，以下所示：

接下來，咱們瞭解下常常使用的散列命令。

4.1 添加鍵值對

往散列裏添加鍵值對有2個命令，分別是HSET、HMSET，其中HSET一次只能添加1個鍵值對，而HMSET一次能夠添加多個鍵值對。

如下是這2個命令的使用示例：

此時的hash-key包含3個鍵值對，以下所示：

4.2 獲取鍵值對

獲取散列裏鍵值對有如下5個命令：

1. HGET 從散列裏獲取指定鍵的值
2. HMGET 從散列裏獲取一個或多個鍵的值
3. HKEYS 獲取散列包含的全部鍵
4. HVALS 獲取散列包含的全部值
5. HGETALL 獲取散列包含的全部鍵值對

如下是這5個命令的使用示例：

4.3 獲取鍵值對數量

能夠經過HLEN命令來獲取散列包含的鍵值對數量。

如下是HLEN命令的使用示例：

4.4 判斷鍵是否存在

能夠經過HEXISTS命令來檢查某個鍵是否存在於散列中。

如下是HEXISTS命令的使用示例：

4.5 自增/自減

和字符串的自增，自減命令功能相似，在散列裏，咱們可使用HINCRBY命令將某個鍵存儲的值加上個整數，使用HINCRBYFLOAT命令將某個鍵存儲的值加上個浮點數。

如下是這2個命令的使用示例：

4.6 刪除鍵值對

能夠經過HDEL命令來刪除散列中的一個或多個鍵。

如下是HDEL命令的使用示例：

5. 有序集合ZSet

有序集合和散列同樣，能夠用於存儲多個鍵值對之間的映射，其中有序集合的鍵被稱爲成員(member)，每一個成員都是各不相同的，有序集合的值被稱爲分值(score)，分值必須爲浮點數。

下圖表示1個包含2個元素的有序集合示例：

接下來，咱們瞭解下常常使用的有序集合命令。

5.1 添加元素

能夠經過ZADD命令往有序集合中添加元素。

如下是ZADD命令的使用示例：

此時的zset-key包含3個成員與分值之間的映射，以下所示：

5.2 獲取元素

獲取有序集合裏元素有如下2個命令：

1. ZRANGE

   語法：ZRANGE keyname start stop [WITHSCORES]

   功能：返回有序集合中排名介於start和stop之間的成員，若是給定了可選的WITHSCORES選項，

   ​ 那麼會將成員的分值一併返回

2. ZRANGEBYSCORE

   語法：ZRANGEBYSCORE keyname min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

   功能：返回有序集合中分值介於min和max之間的成員，若是給定了可選的WITHSCORES選項，

   ​ 那麼會將成員的分值一併返回

如下是這2個命令的使用示例：

5.3 獲取元素數量

能夠經過ZCARD命令來獲取有序集合包含的成員數量。

如下是ZCARD命令的使用示例：

還能夠經過ZCOUNT命令來獲取有序集合中分值處於某個區間的成員數量。

如下是ZCOUNT命令的使用示例：

5.4 自增/自減

和字符串的自增，自減命令功能相似，在有序集合裏，咱們可使用ZINCRBY命令將某個成員的分值加上個整數。

如下是這ZINCRBY命令的使用示例：

5.5 刪除元素

能夠經過ZREM命令來刪除有序集合中的一個或多個成員。

如下是ZREM命令的使用示例：

若是想了解更多的Redis命令，能夠查看官網地址：https://redis.io/commands。

6. 源碼及參考

Josiah L. Carlson 《Reids實戰》