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Redis6数据类型篇

Redis6

  • Redis简介
  • Redis6的安装步骤
    • 执行完make install 命令后,Redis6默认安装到 /usr/local/bin目录下面
  • Redis启动方式
    • 前台启动(不推荐)
    • 后台启动(推荐)
      • 备份redis.conf
    • 后台启动设置daemonize no改成yes
    • Redis启动
    • 用客户端访问:redis-cli
    • 多个端口可以:redis-cli -p6379
    • ping 返回 PONG:检查Redis是否可用【相当于服务器和客户端在打招呼】
    • exit 或 quit:退出客户端,进入linux环境
    • Redis关闭
  • Redis介绍相关知识
  • 常用五大数据类型
    • Redis键(key)
      • keys * 查看当前库所有key (匹配:keys *1)
      • exists key判断某个key是否存在
      • type key 查看你的key是什么类型
      • del key 删除指定的key数据
      • expire key 10 10秒钟:为给定的key设置过期时间
      • ttl key 查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期
      • select命令切换数据库
      • dbsize查看当前数据库的key的数量
      • flushdb清空当前库
      • flushall通杀全部库
    • Redis字符串(String)
      • 常用命令
        • set < key >< value > :添加键值对
        • get < key > :查询对应键值
        • append < key >< value > :将给定的< value > 追加到原值的末尾,返回追加后字符串的长度
        • strlen < key > :获得值的长度
        • setnx < key >< value > :只有在 key 不存在时 设置 key 的值
        • incr < key >
        • decr < key >
        • incrby / decrby < key >< 步长 > :将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。
        • mset < key1 >< value1 >< key2 >< value2 >
        • mget < key1 >< key2 >< key3 >
        • msetnx < key1 >< value1 >< key2 >< value2 >
        • getrange < key >< 起始位置 >< 结束位置 >
        • setrange < key >< 起始位置 >< value >
        • setex < key ><过期时间>< value >
        • getset < key >< value >
      • 字符串(value)底层的数据结构
    • Redis列表(List)---单键多值
      • 常用命令
        • lpush/rpush < key >< value1 >< value2 >< value3 > : 从左边/右边插入一个或多个值。
        • lrange < key >< start >< stop >
        • lpop/rpop < key > :从左边/右边吐出一个值。值在键在,值亡键亡
        • rpoplpush < key1 >< key2 > :从< key1 >列表右边吐出一个值,插到< key2 >列表左边。
        • lrange mylist 0 -1 0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有)
        • lindex < key >< index > :按照索引下标获得元素(从左到右)
        • llen < key > :获得列表长度
        • linsert < key > before(after) < value >< newvalue > : 在< value >的前后或者后面插入< newvalue >插入值
        • lrem < key >< n >< value > :从左边删除n个值为value(从左到右)
        • lset< key >< index >< value >: 将列表key下标为index的值替换成value
      • List底层数据结构
    • Redis集合(Set)
      • 常用命令
        • sadd < key >< value1 >< value2 >
        • smembers < key >取出该集合的所有值。
        • sismember < key >< value >判断集合< key >是否为含有该< value >值,有1,没有0
        • scard< key >返回该集合的元素个数。
        • srem < key >< value1 >< value2 > 删除集合中的某个元素。
        • spop < key >随机从该集合中吐出一个值,值全部吐出來后,集合也就不存在了
        • srandmember < key >< n >随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。
        • smove < source >< destination >value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合
        • sinter < key1 >< key2 >返回两个集合的交集元素。
        • sunion < key1 >< key2 >返回两个集合的并集元素。
        • sdiff < key1 >< key2 >返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)
      • set底层数据结构
    • Redis哈希(Hash)
      • 常用命令
        • hset < key >< field >< value >: 给< key >集合中的 < field >键赋值< value >
        • hget < key1 >< field >: 从< key 1>集合< field >取出 value
        • hmset < field1 >< value1 >< field2 >< value2 >... :批量设置hash的值
        • hexists< key1 >< field > : 查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在。
        • hkeys < key >: 列出该hash集合的所有field
        • hvals < key > :列出该hash集合的所有value
        • hincrby < key >< field >< increment > :为哈希表 key 中的域 field 的值加上指定增量
        • hsetnx < key >< field >< value >: 将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ,当且仅当域 field 不存在
      • 数据结构
    • Redis有序集合Zset(sorted set)
      • 常用命令
        • zadd < key >< score1 >< value1 >< score2 >< value2 >… :将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。
        • zrange < key >< start >< stop > [WITHSCORES] :返回有序集 key 中,下标在< start >< stop >之间的元素 ,带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集。
        • zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]
        • zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count] :同上,改为从大到小排列。
        • zincrby < key >< increment >< value > : 为元素的score加上增量
        • zrem < key >< value > :删除该集合下,指定值的元素
        • zcount < key >< min >< max > :统计该集合,分数区间内的元素个数
        • zrank < key >< value > :返回该值在集合中的排名,从0开始。
      • 数据结构
        • 跳跃表(跳表)

Redis简介

redis是一种高级的key:value存储系统,其中value支持五种数据类型:

1.字符串(strings)

2.字符串列表(lists)

3.字符串集合(sets)

4.有序字符串集合(sorted sets)

5.哈希(hashes)

而关于key,有几个点要提醒大家:

1.key不要太长,尽量不要超过1024字节,这不仅消耗内存,而且会降低查找的效率;

2.key也不要太短,太短的话,key的可读性会降低;

3.在一个项目中,key最好使用统一的命名模式,例如user:10000:passwd。


Redis6的安装步骤

步骤1 :去官网下载最新版本的Redis,默认只支持Linux

步骤2: 将下载好的按照包,传输到linux下面的/opt目录 (使用Xftp5可以进行传输,或者别的也行)

步骤3: 安装Redis6

gcc --version :检查当前Linux中是否有gcc编译器,redis需要c语言环境支持

安装C 语言的编译环境 :(如果已经有了,就不需要下载了)

yum install gcc(从yum服务器上下载gcc)

在这里插入图片描述
gcc存在的标识

下面解压redis6:

解压命令:tar -zxvf redis-6.2.1.tar.gz

解压完成后进入目录:cd redis-6.2.1

在redis-6.2.1目录下再次执行make命令(只是编译好)

如果没有准备好C语言编译环境,make 会报错—Jemalloc/jemalloc.h:没有那个文件

在这里插入图片描述

解决方案:运行make distclean

在redis-6.2.1目录下再次执行make命令(只是编译好)

在这里插入图片描述
跳过make test 继续执行: make install

在这里插入图片描述


执行完make install 命令后,Redis6默认安装到 /usr/local/bin目录下面

查看默认安装目录:

redis-benchmark:性能测试工具,可以在自己本子运行,看看自己本子性能如何

redis-check-aof:修复有问题的AOF文件,rdb和aof后面讲

redis-check-dump:修复有问题的dump.rdb文件

redis-sentinel:Redis集群使用

redis-server:Redis服务器启动命令

redis-cli:客户端,操作入口


Redis启动方式

前台启动(不推荐)

前台启动,命令行窗口不能关闭,否则服务器停止

在这里插入图片描述
需要在bin目录下面启动,否则找不到redis-server在哪里

退出按ctrl+c


后台启动(推荐)

备份redis.conf

拷贝一份redis.conf到其他目录

cp redis.conf /etc/redis.conf

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拷贝成功
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后台启动设置daemonize no改成yes

在General栏里面:

修改redis.conf(128行)文件将里面的daemonize no 改成 yes,让服务在后台启动


Redis启动

来到usr/local/bin目录下以后,执行redis-server /etc/redis.conf 命令

在这里插入图片描述


用客户端访问:redis-cli

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多个端口可以:redis-cli -p6379


ping 返回 PONG:检查Redis是否可用【相当于服务器和客户端在打招呼】

在这里插入图片描述


exit 或 quit:退出客户端,进入linux环境


Redis关闭

单实例关闭:redis-cli shutdown

也可以进入终端后再关闭
在这里插入图片描述
多实例关闭,指定端口关闭:redis-cli -p 6379 shutdown


Redis介绍相关知识

Redis默认端口是6379

默认16个数据库,类似数组下标从0开始,初始默认使用0号库

使用命令 select 来切换数据库。如: select 8
在这里插入图片描述

统一密码管理,所有库同样密码。

dbsize查看当前数据库的key的数量

flushdb清空当前库

flushall通杀全部库

Redis是单线程+多路IO复用技术

多路复用是指使用一个线程来检查多个文件描述符(Socket)的就绪状态,比如调用select和poll函数,传入多个文件描述符,如果有一个文件描述符就绪,则返回,否则阻塞直到超时。得到就绪状态后进行真正的操作可以在同一个线程里执行,也可以启动线程执行(比如使用线程池)

串行 vs 多线程+锁(memcached) vs 单线程+多路IO复用(Redis)

(与Memcache三点不同: 支持多数据类型,支持持久化,单线程+多路IO复用)


常用五大数据类型

Redis键(key)

keys * 查看当前库所有key (匹配:keys *1)

在这里插入图片描述


exists key判断某个key是否存在

在这里插入图片描述


type key 查看你的key是什么类型

在这里插入图片描述


del key 删除指定的key数据

unlink key 根据value选择非阻塞删除

仅将keys从keyspace元数据中删除,真正的删除会在后续异步操作。

在这里插入图片描述

del和unlink 效果一样,只过不删除方式不一样,一个是立马删除,一个是后续操作中通过异步操作删除


expire key 10 10秒钟:为给定的key设置过期时间

ttl key 查看还有多少秒过期,-1表示永不过期,-2表示已过期

在这里插入图片描述
过期即意味着会删除掉过期的key以及对应value


select命令切换数据库

在这里插入图片描述


dbsize查看当前数据库的key的数量

在这里插入图片描述


flushdb清空当前库

flushall通杀全部库


Redis字符串(String)

String是Redis最基本的类型,你可以理解成与Memcached一模一样的类型,一个key对应一个value。

String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

String类型是Redis最基本的数据类型,一个Redis中字符串value最多可以是512M


常用命令

set < key >< value > :添加键值对

在这里插入图片描述
*NX:当数据库中key不存在时,可以将key-value添加数据库

*XX:当数据库中key存在时,可以将key-value添加数据库,与NX参数互斥

*EX:key的超时秒数

*PX:key的超时毫秒数,与EX互斥

当数据库中key存在时,如果继续添加相同的key,会覆盖原先的key的值


get < key > :查询对应键值

在这里插入图片描述


append < key >< value > :将给定的< value > 追加到原值的末尾,返回追加后字符串的长度

在这里插入图片描述


strlen < key > :获得值的长度

在这里插入图片描述


setnx < key >< value > :只有在 key 不存在时 设置 key 的值

在这里插入图片描述


incr < key >

将 key 中储存的数字值增1

只能对数字值类型的字符串操作,如果为空,新增值为1

在这里插入图片描述


decr < key >

将 key 中储存的数字值减1

只能对数字值类型的字符串操作,如果为空,新增值为-1

在这里插入图片描述


incrby / decrby < key >< 步长 > :将 key 中储存的数字值增减。自定义步长。

在这里插入图片描述

原子性
在这里插入图片描述

所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;

这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程)。

(1)在单线程中, 能够在单条指令中完成的操作都可以认为是"原子操作",因为中断只能发生于指令之间。

(2)在多线程中,不能被其它进程(线程)打断的操作就叫原子操作。

Redis单命令的原子性主要得益于Redis的单线程。


mset < key1 >< value1 >< key2 >< value2 >

同时设置一个或多个 key-value对

在这里插入图片描述


mget < key1 >< key2 >< key3 >

同时获取一个或多个 value

在这里插入图片描述


msetnx < key1 >< value1 >< key2 >< value2 >

同时设置一个或多个 key-value 对,当且仅当所有给定 key 都不存在

原子性,有一个失败则都失败,即其中有一个key存在,那么此次操作不会生效

在这里插入图片描述


getrange < key >< 起始位置 >< 结束位置 >

获得值的范围,类似java中的substring,前包,后包

在这里插入图片描述


setrange < key >< 起始位置 >< value >

用 < value > 覆写< key >所储存的字符串值,从<起始位置>开始(索引从0开始)

在这里插入图片描述
用指定的字符串覆盖给定 key 所储存的字符串值,覆盖的位置从偏移量 offset 开始,覆盖的长度就是指定字符串的长度
在这里插入图片描述


setex < key ><过期时间>< value >

设置键值的同时,设置过期时间,单位秒。

在这里插入图片描述


getset < key >< value >

以新换旧,设置了新值同时获得旧值

在这里插入图片描述


字符串(value)底层的数据结构

String的数据结构为简单动态字符串(Simple Dynamic String,缩写SDS)。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.
在这里插入图片描述
如图中所示,内部为当前字符串实际分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。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。需要注意的是字符串最大长度为512M。

以上讲述针对的是value,不是key


Redis列表(List)—单键多值

Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。

它的底层实际是个双向链表,对两端的操作性能很高,通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

在这里插入图片描述


常用命令

lpush/rpush < key >< value1 >< value2 >< value3 > : 从左边/右边插入一个或多个值。

lpush类似单链表里面的头插法,后进去的排在前面
在这里插入图片描述
rpush类似单链表里面的尾插法,先进去排前面
在这里插入图片描述


lrange < key >< start >< stop >

按照索引下标获得元素(从左到右)

在这里插入图片描述


lpop/rpop < key > :从左边/右边吐出一个值。值在键在,值亡键亡

在这里插入图片描述
值全部取出来之后,对应的键(key)也就不存在了


rpoplpush < key1 >< key2 > :从< key1 >列表右边吐出一个值,插到< key2 >列表左边。

在这里插入图片描述


lrange mylist 0 -1 0左边第一个,-1右边第一个,(0-1表示获取所有)

在这里插入图片描述


lindex < key >< index > :按照索引下标获得元素(从左到右)

在这里插入图片描述


llen < key > :获得列表长度

在这里插入图片描述


linsert < key > before(after) < value >< newvalue > : 在< value >的前后或者后面插入< newvalue >插入值

在这里插入图片描述


lrem < key >< n >< value > :从左边删除n个值为value(从左到右)

在这里插入图片描述


lset< key >< index >< value >: 将列表key下标为index的值替换成value

在这里插入图片描述


List底层数据结构

List的数据结构为快速链表quickList

首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储,这个结构是ziplist,也即是压缩列表。

它将所有的元素紧挨着一起存储,分配的是一块连续的内存

当数据量比较多的时候才会改成quicklist

因为普通的链表需要的附加指针空间太大,会比较浪费空间。比如这个列表里存的只是int类型的数据,结构上还需要两个额外的指针prev和next

在这里插入图片描述
Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist。也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能,又不会出现太大的空间冗余。


Redis集合(Set)

简介

Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能,特殊之处在于set是可以自动排重的

当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口,这个也是list所不能提供的。

Redis的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为null的hash表,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。

一个算法,随着数据的增加,执行时间的长短,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变


常用命令

sadd < key >< value1 >< value2 >

将一个或多个 member 元素加入到集合 key 中,已经存在的 member 元素将被忽略

在这里插入图片描述


smembers < key >取出该集合的所有值。

在这里插入图片描述


sismember < key >< value >判断集合< key >是否为含有该< value >值,有1,没有0

在这里插入图片描述


scard< key >返回该集合的元素个数。

在这里插入图片描述


srem < key >< value1 >< value2 > 删除集合中的某个元素。

在这里插入图片描述


spop < key >随机从该集合中吐出一个值,值全部吐出來后,集合也就不存在了

在这里插入图片描述


srandmember < key >< n >随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除 。

在这里插入图片描述


smove < source >< destination >value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合

在这里插入图片描述


sinter < key1 >< key2 >返回两个集合的交集元素。

在这里插入图片描述


sunion < key1 >< key2 >返回两个集合的并集元素。

在这里插入图片描述


sdiff < key1 >< key2 >返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)

在这里插入图片描述


set底层数据结构

Set数据结构是dict字典,字典是用哈希表实现的。

Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap,只不过所有的value都指向同一个对象。

Redis的set结构也是一样,它的内部也使用hash结构,所有的value都指向同一个内部值。


Redis哈希(Hash)

简介

Redis hash 是一个键值对集合

Redis hash是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象

类似Java里面的Map<String,Object>

用户ID为查找的key,存储的value用户对象包含姓名,年龄,生日等信息,如果用普通的key/value结构来存储

主要有以下2种存储方式:

在这里插入图片描述
每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去。开销较大。

在这里插入图片描述
用户ID数据冗余

在这里插入图片描述
通过 key(用户ID) + field(属性标签) 就可以操作对应属性数据了,既不需要重复存储数据,也不会带来序列化和并发修改控制的问题


常用命令


hset < key >< field >< value >: 给< key >集合中的 < field >键赋值< value >

在这里插入图片描述


hget < key1 >< field >: 从< key 1>集合< field >取出 value

在这里插入图片描述


hmset < field1 >< value1 >< field2 >< value2 >… :批量设置hash的值

在这里插入图片描述


hexists< key1 >< field > : 查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在。

在这里插入图片描述


hkeys < key >: 列出该hash集合的所有field

在这里插入图片描述


hvals < key > :列出该hash集合的所有value

在这里插入图片描述


hincrby < key >< field >< increment > :为哈希表 key 中的域 field 的值加上指定增量

在这里插入图片描述


hsetnx < key >< field >< value >: 将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ,当且仅当域 field 不存在

在这里插入图片描述
当属性值已经存在时,在设置也不会起作用,只有当对应属性值不存在时,才会生效


数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种:ziplist(压缩列表),hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个数较少时,使用ziplist,否则使用hashtable。


Redis有序集合Zset(sorted set)

简介

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似,是一个没有重复元素的字符串集合

不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分(score),这个评分(score)被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的,但是评分可以是重复了

因为元素是有序的, 所以你也可以很快的根据评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素

访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。


常用命令

zadd < key >< score1 >< value1 >< score2 >< value2 >… :将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

在这里插入图片描述


zrange < key >< start >< stop > [WITHSCORES] :返回有序集 key 中,下标在< start >< stop >之间的元素 ,带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集。

0 -1 :返回所有元素
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]

返回有序集 key 中,所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
LIMIT 返回结果是否分页,指令中包含LIMIT后offset、count必须输入

offset 返回结果起始位置

count 返回结果数量


zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count] :同上,改为从大到小排列。

在这里插入图片描述


zincrby < key >< increment >< value > : 为元素的score加上增量

在这里插入图片描述


zrem < key >< value > :删除该集合下,指定值的元素

在这里插入图片描述


zcount < key >< min >< max > :统计该集合,分数区间内的元素个数

在这里插入图片描述


zrank < key >< value > :返回该值在集合中的排名,从0开始。

在这里插入图片描述


数据结构

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构,一方面它等价于Java的数据结构Map<String, Double>,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序,可以得到每个元素的名次,还可以通过score的范围来获取元素的列表。

zset底层使用了两个数据结构

(1)hash,hash的作用就是关联元素value和权重score,保障元素value的唯一性,可以通过元素value找到相应的score值。

(2)跳跃表,跳跃表的目的在于给元素value排序,根据score的范围获取元素列表。


跳跃表(跳表)

有序集合在生活中比较常见,例如根据成绩对学生排名,根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现,可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除;平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂;链表查询需要遍历所有效率低。Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树,实现远比红黑树简单。

举例:

对比有序链表和跳跃表,从链表中查询出51

(1)有序链表
在这里插入图片描述
要查找值为51的元素,需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。

(2)跳跃表

在这里插入图片描述
从第2层开始,1节点比51节点小,向后比较。

21节点比51节点小,继续向后比较,后面就是NULL了,所以从21节点向下到第1层

在第1层,41节点比51节点小,继续向后,61节点比51节点大,所以从41向下

在第0层,51节点为要查找的节点,节点被找到,共查找4次。

从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高

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