Redis 基本数据结构一:字符串

1. 常用全局命令

  • 查看全部 key
node02:6379> keys *
1) "name"
2) "age"
3) "sex"
  • 查看当前数据库中的 key 的总数
node02:6379> dbsize
(integer) 3

dbsize命令在计算键总数时不会遍历所有键,而是直接获取Redis内置的键总数变量,所以dbsize命令的时间复杂度是O(1)。

而keys命令会遍历所有键,所以它的时间复杂度是O(n),当Redis保存了大量键时,应该谨慎使用。

  • 检查 key 是否存在
# 1 代表存在
node02:6379> exists name
(integer) 1
# 0 代表不存在
node02:6379> exists id
(integer) 0
  • 删除 key
# 返回值是成功删除键的个数
node02:6379> del name
(integer) 1
# 可以同时删除多个键
node02:6379> del age sex
(integer) 2
# 删除一个不存在的键将会返回 0
node02:6379> del xxx
(integer) 0
  • 设置 key 过期时间,查看 key 剩余存活时间
node02:6379> set name1 tom
OK
# 设置过期时间,单位 s
node02:6379> expire name1 60
(integer) 1
# 查看 key 剩余存活时间,返回 >= 0 的数,代表剩余存活时间
node02:6379> ttl name1
(integer) 53
node02:6379> ttl name1
(integer) 0
# 返回 -2 代表 key 过期,已经被删除
node02:6379> ttl name1
(integer) -2
node02:6379> exists name1
(integer) 0

node02:6379> set name2 tony
OK
# 返回 -1 代表 key 未设置过期时间
node02:6379> ttl name2
(integer) -1
  • 查看 key 的数据结构类型
node02:6379> type name2
string
# 如果 key 不存在,返回 none
node02:6379> type name1
none
  • 查看某个命令的帮助文档
node02:6379> help set

  SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
  summary: Set the string value of a key
  since: 1.0.0
  group: string

2. redis 基本数据结构介绍

redis 有 5 种基础数据结构,分别为:string(字符串)、list(列表)、set(集合)、hash(哈希)和zset(有序集合)。如下图所示:

以上5种基本数据类型是 redis 提供给用户的外部接口,实际上每种基本数据结构都有不同底层实现方式,例如,在 Java 中,List的底层可以是 ArrayList,也可以是 LinkedList,而 redis 的基本数据结构对应的底层实现如下图所示:

不同的内部实现的好处:

  • 多种内部实现可以在不同场景下发挥各自的优势,例如 ziplist 比较节省内存,但是在列表元素比较多的情况下,性能会有所下降,这时候 redis 会根据配置选项将列表类型的内部实现转换为 linkedlist。
  • 可以改进内部编码,而对外的数据结构和命令没有影响,这样一旦开发出更优秀的内部编码,无需改动外部数据结构和命令,例如 redis-3.2 提供了 quicklist,结合了 ziplist 和 linkedlist 两者的优势,为列表类型提供了一种更为优秀的内部实现,而对外部用户来说基本感知不到。

使用object encoding [key]命令可以查看某个 key 的内部实现方式。

3. 字符串

字符串是 redis 最简单的数据结构。

Redis 的字符串是动态字符串,是可以修改的字符串,内部结构实现上类似于 Java 的 ArrayList,采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配,如图所示:

len 是当前字符串实际长度,capacity 是为字符串分配的可用空间,当字符串长度小于 1M 时,扩容都是加倍现有的空间,如果超过 1M,扩容时一次只会多扩 1M 的空间。字符串最大长度为 512M。

字符串中可以存储的值可以是以下3种:

  • 普通字符串,例如"hello world"或者 json 字符串和 xml 字符串等。
  • 数字
  • 二进制序列,例如图片,音频,视频等。

(1) 常用命令

常用命令如下:

  • 设置值
# set: key 不存在会创建,key 存在就覆盖旧值
node02:6379> set name1 jed
OK

# setnx: key 不存在会创建,key 存在不覆盖旧值
node02:6379> setnx name2 tony
(integer) 1
node02:6379> setnx name2 bob
(integer) 0

# getset: 设置值并返回旧值
node02:6379> getset name5 hebe
(nil)
node02:6379> getset name5 tom
"hebe"
  • 设置过期时间
# 方法一
# SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
# EX: 时间单位为s,PX: 时间单位为ms
# XX: 作用于已存在的 key,NX: 作用于不存在的 key,会直接创建
node02:6379> set name1 jed EX 10 XX
OK
node02:6379> set name2 tony PX 10000 NX
OK

# 方法二
# SETEX key seconds value
# setex 命令无法指定时间单位,固定单位为s
# setnx 命令可以作用于存在的key,也可以作用不存在的key,不存在则直接创建
setex name3 10 jed
  • 批量设置值
# MSET key value [key value ...]
node02:6379> mset name1 tom name2 bob name3 jed
OK
  • 获取值
# GET key
node02:6379> get name1
"tom"
# key 不存在返回 (nil)
node02:6379> get name
(nil)
  • 批量获取值
# MGET key [key ...]
node02:6379> mget name1 name2 name3 name4
1) "tom"
2) "bob"
3) "jed"
4) (nil)
  • 计数,要求值必须是整数
node02:6379> set count 1
OK
# +1
node02:6379> incr count
(integer) 2
# +指定数字
node02:6379> incrby count 2
(integer) 4
# -1
node02:6379> decr count
(integer) 3
# -指定数字
node02:6379> decrby count 2
(integer) 1
# +一个浮点数
node02:6379> incrbyfloat count 5.0
"6"
# 说明,数字超过 Long.MAX_VALUE 后会报错
  • 追加值
# APPEND key value
node02:6379> get name1
"tom"
node02:6379> append name1 " love cindy"
(integer) 14
node02:6379> get name1
"tom love cindy"
  • 字符串长度
# STRLEN key
node02:6379> strlen name1
(integer) 14
node02:6379> set name4 "小明"
OK
# 一个中文3个字节
node02:6379> strlen name4
(integer) 6
  • 修改指定位置的字符
node02:6379> get name5
"tom"
node02:6379> setrange name5 0 T
(integer) 3
node02:6379> get name5
"Tom"
  • 获取部分字符串
node02:6379> get name1
"tom love cindy"
node02:6379> getrange name1 4 7
"love"

(2) 内部数据结构

  • 整数类型数据,使用 int 作为内部编码
  • 长度 <= 44 的字符串,使用 embstr 作为内部编码
  • 长度 > 40 的字节的字符串,使用 raw 作为内部编码
node02:6379> set num 1048576
OK
node02:6379> object encoding num
"int"

node02:6379> set str ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ012345678912345678
OK
node02:6379> strlen str
(integer) 44
node02:6379> object encoding str
"embstr"

node02:6379> set str2 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789123456789
OK
node02:6379> strlen str2
(integer) 45
node02:6379> object encoding str2
"raw"

对于小于等于64字节的字符串,使用 embstr 作为内部编码,大于64字节的字符串,使用 raw 作为内部编码。

下图是 redis 对象的存储结构:

embstr 编码允许的字符串长度最大为 64 - 19 - 1 = 44字节,所以当 value 本身的长度大于 44 字节后,就会转为 raw 编码。

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券