Redis 基本数据结构一：字符串

CoderJed

发布于 2019-03-15 11:35:44

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发布于 2019-03-15 11:35:44

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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。

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原始发表：2019.03.08 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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