Redis中的数据结构与常用命令

开发系统：Ubuntu 17.04 Redis驱动：StackExchange.Redis 1.2.3 Redis版本：3.2.1 开发平台：.NET Core

对于Redis的介绍这里只写一句：Redis是一种基于内存的高性能非关系型数据库，它以kye-value的形式来存储数据。

核心对象

RedisObject，图片来自：从搭建到应用，一文读懂Redis

Redis五种数据结构对应的编码方式，图片来自：对象处理机制

编码指的是五种数据类型在Redis内部的存储方式，一种数据类型可对应多个编码方式。

5种数据类型

Redis中包含5种数据类型：STRING、LIST、SET、HASH、ZSET。

Redis中的5中数据结构（截图出自《Redis in Action》）:

Redis以key-value形式存储数据，其中key与value的关系可分为两种：

• 1对1 在Redis的STRING数据结构中，一个key对应一个value。
• 1对* Redis中的其余四种数据结构，一个key可以对应多个value。

为了更直观的说明key和value间的关系，下面用几张图（截图来自《Redis in Action》）来描述Redis中的五种数据结构：

STRING结构：

LIST结构：

SET结构：

HASH结构：

ZSET结构：

其中： SET和ZSET中没有重复元素； 相比SET，ZSET具有排序功能； ZSET和HASH的value也是键值对形式：ZSET(score,member)、HASH(field,value)； STRING类型中不仅仅是存储字符，也可以存储数值（整数、浮点数）； 5种数据结构最终存储的数据类型实际只有两种：字符和数值，Redis能够区分存储的值是字符还是数字；

Redis中常用命令

在redis-cli中对于输入的命令会有智能提示

help命令：

• STRING Redis对字符串提供了丰富的操作，在Redis中STRING结构用于存储两种类型的数据：
  • 数值（整数、浮点数）
  • 字符串(byte string)

对于BITCOUNT命令，专门写了一段程序进行验证，效果图如下：

c#代码：

redis-cli中执行bitcount命令的结果：

• LIST

• HASH

• SET SET中没有重复元素，向SET中添加重复的数据只会存储一份。

集合间运算

• ZSET ZSET和SET一样，没有重复元素，但和SET相比它有排序功能。

集合间运算

集合运算对于value值相同的集合元素score值的处理分为三种方式：

1. 求和
2. 取最大值
3. 取最小值

执行ZINTERSTORE命令（ZUNIONSTORE与之类似）：

• 参数destination表示用于存储计算结果的集合的key
• 参数numkeys表示参与运算的集合数，必选
• AGGREGATE表示对score的操作方式，默认为SUM
• 参数WEIGHTS表示权重，该参数比较复杂：
  • 参数WEIGHTS的个数和numkyes值相等
  • AGGREGATE值为SUM时，对于结果集中的某个value为a的元素B，参与运算的各个集合中value为a的元素的score值会分别和对应的WEIGHTS值相乘然后再将各自相乘结果相加作为结果集中元素B的score值
  • AGGREGATE值为MIN或MAX时，对于结果集中的某个value为a的元素B，参与运算的各个集合中value为a的元素中score值最小或最大的那个（若有多个，则按照命令行中指定集合的顺序自左向右取第一个符合条件的集合中的元素）和对应的WEIGHTS值相乘得到的值作为结果集中元素B的score值

规则略复杂，自己动手写几遍就会明白了。ZINTERSTORE命令执行效果图：

以下为进行集合运算的示意图： 以对score求和的方式进行交集运算

以取score中最小值的方式进行并集运算

以对score求和的方式进行并集运算

Sort

对LIST、SET、ZSET三种数据结构中的值进行排序操作，默认是正序排列。

Publish & Subscribe

发布/订阅模式

下图中展示的是使用redis-cli和stackexchange.redis进行的pub/sub测试效果：

Transcation

Redis中事务（调用MULTI表示事务的开始）所包含的命令会被放到一个队列中，当遇到EXEC命令后会不间断的依次执行队列中的命令。

Redis中的事务和数据库中的事务不同，它没有回滚操作。

Redis中的事务，若某行命令执行失败不会影响其它命令的执行（下图中第二行命令执行失败，第一、三行成功执行）：

StackExchange.Redis

StackExchange.Redis驱动是用C#语言写的Redis驱动，它的API在语义上和Redis命令是类似的，在这里列举下驱动中常用的几个类：

• ConnectionMultiplexer 表示一组相关的Redis服务器链接，StackExchage.Redis官方建议尽可能复用该对象。
• IDatabase 该接口中定义了对5种数据结构进行操作的方法
• RedisDatabase IDatabase的实现类
• RedisKey 存储到Redis中的key
• RedisValue 存储到Redis中的value，可用于表示STRING、LIST、SET结构中存储的数据
• HashEntry 表示一个HASH键值对
• SortedSetEntry 表示一个ZSET元素
• ISubscript 订阅接口
• RedisChannel 表示发布/订阅中的频道名
• Subscription ConnectionMultiplexer中的私有密封类，封装和订阅相关的信息

结语

Redis是一种NoSql数据库，Redis服务器上默认有16个数据库，Redis常被拿来和Memcache做比较，网上有很多这方面的文章，各位看官请自行搜索。本文着重介绍了Redis中的5中数据结构和一些常用的命令，对于第三方驱动则一笔带过，因为在了解了Redis本身之后，可以很快的掌握第三方驱动的使用。

推荐工具

• Redis Desktop Manager

推荐图书

• Redis in Action

参考文章

An introduction to Redis data types and abstractions 从搭建到应用，一文读懂Redis 对象处理机制 深入剖析 redis 数据结构 redisObject

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