认识 Redis 与 Redis 的数据结构
本文作为 Redis 的通识教程，旨在让大家对 Redis 有一个概念性和整体性的认识，并且可以快速上手，为深入 Redis 打下基础。
文章概要:
Redis 的介绍
Redis 与其他数据库的对比
Redis 与其他缓存实现对比
Redis 的数据结构类型
Redis 命令操作几种数据类型
Spring Data Redis 操作几种数据类型
ZSET(有序集合)保证顺序
SET(集合)随机获取元素
Redis 的介绍
Redis 是一种非关系型数据库(non-relational database, 简称 nosql)。
Redis 是一个远程内存数据库，Redis 客户端可以通过 TCP 协议请求服务端。
Redis 性能强劲，且支持持久化和复制，可以方便地存储和读取海量数据。
那么 Redis 到底有多快? Redis 自带了一个叫 redis-benchmark 的工具来模拟 N 个客户端同时发出 M 个请求，你可以使用 redis-benchmark -h 来查看参数。
下面测试了 100 万次 SET 和 GET 操作的性能：
$ redis-benchmark -n 1000000 -t set,get -P 16 –qSET: 198098.27 requests per secondGET: 351988.72 requests per second
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Redis 与其他数据库的对比
如果仅仅局限于一处，容易“只见树木，不见森林”，或者“手里那个锤子，看什么都像钉子”。
因此，我们首先与市场上常用的数据库系统做下横向对比，这样你可以更直观地感受 Redis 的特点。
Redis 与其他缓存实现对比
同时 Redis 作为常用的缓存实现，我们也比较一下常用的缓存实现的优缺点。
Redis 的数据类型
Redis 5 带来了新的流数据类型(Stream data type)，在这之前，Redis 可以存储键(key)与 5 种不同数据结构类型之间的映射，这 5 种数据结构类型分别为 STRING(字符串)、LIST(列表)、SET(集合)、HASH(散列)和 ZSET(有序集合)。
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Redis 5 种数据类型概览
Redis 命令操作 5 种数据类型
STRING 命令
字符串操作
对于字符串，Redis 支持最基础的 SET GET 和 DEL 操作。也支持很多复杂的操作，下面简要介绍一下。
下面简单演示一下 Command 操作字符串:
127.0.0.1:6379> GET key-string(nil)127.0.0.1:6379> SET key-str "my string value"OK127.0.0.1:6379> GET key-str"my string value"127.0.0.1:6379> DEL key-str(integer) 1127.0.0.1:6379> GET key-str(nil)127.0.0.1:6379>
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SETEX 与 SETNX
SETEX 与 SETNX 在做分布式锁的时候很有用。
举个 SETEX 应用的例子：
在实现分布式 session 时，当用户登录时设置指定的过期时间。每当用户请求一个接口，就重新设置一下过期时间。当在指定的时间内未调用任何接口时，分布式 session 就失效了。
数字操作
对于数字，支持如下操作：
下面简单演示一下 Command:
127.0.0.1:6379> SET key-num 0OK127.0.0.1:6379> INCR key-num(integer) 1127.0.0.1:6379> GET key-num"1"127.0.0.1:6379> INCR key-num(integer) 2127.0.0.1:6379> GET key-num"2"127.0.0.1:6379> INCR key-num(integer) 3127.0.0.1:6379> GET key-num"3"127.0.0.1:6379> INCRBY key-num 100(integer) 103127.0.0.1:6379> GET key-num"103"127.0.0.1:6379> INCRBY key-num 100(integer) 203127.0.0.1:6379> DECR key-num(integer) 202127.0.0.1:6379> DECRBY key-num 100(integer) 102127.0.0.1:6379> DECRBY key-num 100(integer) 2127.0.0.1:6379> DECRBY key-num 100(integer) -98
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批量操作
127.0.0.1:6379> MSET a 1 b 2 c 3OK127.0.0.1:6379> MGET a b c1) "1"2) "2"3) "3"127.0.0.1:6379> MSETNX a 1 b 2 c 3(integer) 0127.0.0.1:6379> MSETNX a 1 b 2 d 4(integer) 0127.0.0.1:6379> MSETNX d 4 e 5(integer) 1127.0.0.1:6379>
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BIT 操作
LIST 命令
Redis 的独特之处之一就在于它支持一个链表结构，下面是对链表结构的操作命令，熟悉这些命令对于你掌握 Redis 的链表结构十分重要。
127.0.0.1:6379> LPUSH list1 1(integer) 1127.0.0.1:6379> RPOP list1"1"127.0.0.1:6379> RPOP list1(nil)127.0.0.1:6379> BRPOP list1 10(nil)(10.10s)127.0.0.1:6379>127.0.0.1:6379> LPUSH list1 1 2 3 4 5(integer) 5127.0.0.1:6379> LSET list1 4 50OK127.0.0.1:6379> LSET list1 5 50(error) ERR index out of range
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其中 BLPOP BRPOP BRPOPLPUSH 是阻塞式的，通常用在消息队列中。
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SET 命令
Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。
Redis 中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)。
Redis 限制了每个 key 只能存储 512M 数据，集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储 40 多亿个成员)。
127.0.0.1:6379> SADD set1 a b c d e(integer) 5127.0.0.1:6379> SCARD set(integer) 0127.0.0.1:6379> SCARD set1(integer) 5127.0.0.1:6379> SISMEMBER set1 f(integer) 0127.0.0.1:6379> SISMEMBER set1 e(integer) 1127.0.0.1:6379> SMEMBERS set11) "d"2) "c"3) "a"4) "b"5) "e"127.0.0.1:6379> SPOP set1"d"127.0.0.1:6379> SPOP set1"a"127.0.0.1:6379> SMOVE set1 set2 b(integer) 1127.0.0.1:6379> SMOVE set1 set2 c(integer) 1127.0.0.1:6379> SMEMBERS set21) "b"2) "c"
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SPOP 由于其随机性，可以作为抽奖程序等业务场景下的基础实现。
HASH 命令
Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，类似于 Java 语言中的 Map 结构，hash 特别适合用于存储对象。
127.0.0.1:6379> HSET User001 name "Tom"(integer) 1127.0.0.1:6379> HSET User001 birthday "1990-01-20"(integer) 1127.0.0.1:6379> HSET User001 gender "Man"(integer) 1127.0.0.1:6379> HKEYS User0011) "name"2) "birthday"3) "gender"127.0.0.1:6379> HGETALL User0011) "name"2) "Tom"3) "birthday"4) "1990-01-20"5) "gender"6) "Man"
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ZSET 命令
有序集合和散列一样，都用于存储键值对。有序集合的键被称为成员(member)，每个成员都是各不相同的；而有序集合的值则被称为分值(score)，分值必须为浮点数。
127.0.0.1:6379> ZADD Users 1 zhangsan 2 lisi 3 wangwu 4 maliu(integer) 4127.0.0.1:6379> ZCARD Users(integer) 4127.0.0.1:6379> ZRANK Users maliu(integer) 3127.0.0.1:6379> ZSCAN Users 01) "0"2) 1) "zhangsan" 2) "1" 3) "lisi" 4) "2" 5) "wangwu" 6) "3" 7) "maliu" 8) "4"127.0.0.1:6379>
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总结
本文带大家认识了 Redis，并通过横向对比的方式让大家对 Redis 的特性和功能有了整体性的了解，然后我们依次介绍了 Redis 的 5 种基本数据结构，以及操作它的命令。作为 Redis 的入门教程，本文旨在让大家对 Redis 有一个概念性和整体性的认识，为深入 Redis 打下基础。
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