Redis概述及基本数据结构

SQL vs NoSQL

1. 结构化

   • SQL 是结构化的，一旦定义了表结构，以后在维护数据的时候必须严格遵守定义的结构。
   • NoSQL 是非结构化的，常见的形式有 Redis 的 Key-Value 存储形式、Document 文档型存储形式、Graph 图类型存储形式

2. 关联的

   • SQL 数据库可以通过如外键的方式去维护数据与数据之间的关联

   • NoSQL 是非关系型的，如果想要维护数据与数据之间的关系，通常通过 json 格式的数据进行维护

     例如：

     {
         id: 1,
         name: "张三",
         orders: [
             {
                 id: 1,
                 item: {
                     id: 10,
                     title: "荣耀6",
                     price: 4999
                 }
             },
             {
                 id: 2,
                 item: {
                     id: 20,
                     title: "小米11",
                     price: 3999
                 }
             }
         ]
     }
     

3. SQL查询

   • SQL 的查询有自己的语法，格式固定，语法固定，兼容性起强
   • NoSQL 的查询语句不同意，没有固定的形式

4. 事务

   • SQL 的所有数据库都是可以实现 ACID 的
   • NoSQL 数据库要么没有事务，要么只能满足事务最基本的一些一致性

认识 Redis

Redis 是一个基于内存的键值型 NoSQL 数据库

特征：

• 键值型：value 支持多种不同数据类型，功能丰富
• 单线程：每个命令具备原子性
• 延迟低、速度快：基于内存、IO多路复用、良好的编码
• 支持数据持久化
• 支持主从集群、分片集群
• 支持多语言客户端：Java、C等等

Redis 数据结构

Redis是一个 key-value 的数据库，key 一般是 String 类型，不过 value 的类型多种多样：

名称	示例
String	hello world
Hash	{name: “Jack”, age: 21}
List	[A -> B -> C]
Set	{A,B,C}
SortedSet	{A: 1, B: 2, C: 3}

[问题]：Redis 没有类似 MySql 中的 Table 的概念，要怎么区分不同类型的 key 呢？

[解决方法]：Redis 的 key 支持有多个单词形成层次结构，多个单词之间用“ ：”隔开。例如 myproduct:user:1 myproduct:product:1

KEY	VALUE
myproduct:user:1	{"id": 1, "name": "Jack", "age": 21}
myproduct:product:1	{"id": 1,"name": "小米11", "price": 4999}

Redis 通用命令

• KEYS：查看符合模板的所有 key。不建议在生产环境上使用
• DEL：删除一个指定的 key
• EXISTS：判断 key 是否存在
• EXPIRE：给一个 key 设置有效期，有效期到期时该 key 会被自动删除
• TTL：查看一个 key 剩余的有效期

String 类型

String 类型介绍

String 类型是 Redis 中最简单的存储类型，其 value 是字符串。不过根据字符串格式不同，又具体分为三类：

• string：普通字符串
• int：整数类型，可以做自增自减操作
• float：浮点类型，可以做自增自减操作

String 类型常见命令

• SET：添加或者修改已经存在的一个String类型的键值对
• GET：根据key获取String类型的value
• MSET：批量添加多个String类型的键值对
• MGET：根据多个key获取多个String类型的value
• INCR：让一个整型的key自增1
• INCRBY:让一个整型的key自增并指定步长，例如：incrby num 2 让num值自增2
• INCRBYFLOAT：让一个浮点类型的数字自增并指定步长
• SETNX：添加一个String类型的键值对，前提是这个key不存在，否则不执行
• SETEX：添加一个String类型的键值对，并且指定有效期

Hash 类型

Hash 类型介绍

Hash 类型，也叫散列，其 value 是一个无序字典，类似于 Java 中的 HashMap 结构。Hash 结构可以将对象中的每个字段独立存储，可以针对单个字段做 CRUD。

Hash 类型常用命令

• HSET key field value：添加或者修改hash类型key的field的值
• HGET key field：获取一个hash类型key的field的值
• HMSET：批量添加多个hash类型key的field的值
• HMGET：批量获取多个hash类型key的field的值
• HGETALL：获取一个hash类型的key中的所有的field和value
• HKEYS：获取一个hash类型的key中的所有的field
• HVALS：获取一个hash类型的key中的所有的value
• HINCRBY:让一个hash类型key的字段值自增并指定步长
• HSETNX：添加一个hash类型的key的field值，前提是这个field不存在，否则不执行

List 类型

List 类型介绍

Redis 中的 List 类型与 Java 中的 LinkedList 类似，可以看做是一个双向链表结构。既可以支持正向检索和也可以支持反向检索。其特征也与 LinkedList 类似。

List 类型常用命令

• LPUSH key element ... ：向列表左侧插入一个或多个元素
• LPOP key：移除并返回列表左侧的第一个元素，没有则返回nil
• RPUSH key element ... ：向列表右侧插入一个或多个元素
• RPOP key：移除并返回列表右侧的第一个元素
• LRANGE key star end：返回一段角标范围内的所有元素
• BLPOP和BRPOP：与LPOP和RPOP类似，只不过在没有元素时等待指定时间，而不是直接返回nil

Set 类型

Set 类型介绍

Redis的Set结构与Java中的HashSet类似，可以看做是一个value为null的HashMap。因为也是一个hash表，因此具备与HashSet类似的特征。

Set 类型常用命令

• SADD key member ... ：向set中添加一个或多个元素
• SREM key member ... : 移除set中的指定元素
• SCARD key： 返回set中元素的个数
• SISMEMBER key member：判断一个元素是否存在于set中
• SMEMBERS：获取set中的所有元素
• SINTER key1 key2 ... ：求key1与key2的交集
• SDIFF key1 key2 ... ：求key1与key2的差集
• SUNION key1 key2 ..：求key1和key2的并集

SortedSet 类型

SortedSet 类型介绍

Redis的SortedSet是一个可排序的set集合，与Java中的TreeSet有些类似，但底层数据结构却差别很大。SortedSet中的每一个元素都带有一个score属性，可以基于score属性对元素排序，底层的实现是一个跳表（SkipList）加 hash表。

其具备以下特征：

• 可排序
• 元素不重复
• 查询速度快

因为SortedSet的可排序特性，经常被用来实现排行榜这样的功能。

SortedSet 类型常用命令

• ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值
• ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素
• ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值
• ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名
• ZCARD key：获取sorted set中的元素个数
• ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数
• ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值
• ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素
• ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素
• ZDIFF、ZINTER、ZUNION：求差集、交集、并集

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可