Redis系列（二）Redis的8種數據類型

NoSQL 開發中或多或少都會用到，也是面試必問知識點。最近這幾天的面試每一場都問到了。但是感覺回答的並不好，還有很多需要梳理的知識點。這里通過幾篇 Redis 筆記整個梳理一遍，后面再加上面試題。

Redis 系列：

1. Redis系列（一）Redis入門
2. Redis系列（二）Redis的8種數據類型
3. Redis系列（三）Redis的事務和Spring Boot整合
4. Redis系列（四）Redis配置文件和持久化
5. Redis系列（五）發布訂閱模式、主從復制和哨兵模式
6. Redis系列（六）Redis 的緩存穿透、緩存擊穿和緩存雪崩
7. Redis系列（七）Redis面試題
8. Redis命令參考

1、Redis 的五大數據類型

官網可查看命令： http://www.redis.cn/commands.html

Redis-key

127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:6379> set name xxx
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6379> set age 1
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "age"
2) "name"
127.0.0.1:6379> exists name		# 判斷key 是否存在
(integer) 1
127.0.0.1:6379> exists name1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> move name 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "age"
127.0.0.1:6379> set name yyy
OK
127.0.0.1:6379> expire name 10  # 設置key的過期時間，單位是秒
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl name		# 查看當前key的剩余過期時間
(integer) 7
127.0.0.1:6379> ttl name
(integer) -2
127.0.0.1:6379> type age		# 查看當前key的類型
string
127.0.0.1:6379> 

Redis 有以下 5 種基本的數據類型

1、String（字符串）

127.0.0.1:6379> set key1 v1			#設置值
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"v1"
127.0.0.1:6379> append key1 "hello"		# 追加值，如果不存在，相當於 set key
(integer) 7
127.0.0.1:6379> get key1
"v1hello"
127.0.0.1:6379> strlen key1		# 獲取字符串長度
(integer) 7
127.0.0.1:6379> 

自增、自減

127.0.0.1:6379> set views 0
OK
127.0.0.1:6379> get views
"0"
127.0.0.1:6379> incr views		# 自增 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get views
"1"
127.0.0.1:6379> decr views       # 自減 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decr views
(integer) -1
127.0.0.1:6379> get views
"-1"
127.0.0.1:6379> incrby views 10		# 設置步長、自增 10 
(integer) 9
127.0.0.1:6379> decrby views 5      # 設置步長、自減 5
(integer) 4

字符串范圍

127.0.0.1:6379> set key1 "hello,world!"
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"hello,world!"
127.0.0.1:6379> getrange key1 0 3		# 截取字符串[0, 3]
"hell"
127.0.0.1:6379> getrange key1 0 -1		# 獲取全部的字符串，和 get key一樣
"hello,world!"
127.0.0.1:6379> 

替換：

127.0.0.1:6379> set key2 abcdefg
OK
127.0.0.1:6379> get key2
"abcdefg"
127.0.0.1:6379> setrange key2 1 xx
(integer) 7
127.0.0.1:6379> get key2
"axxdefg"
127.0.0.1:6379> 

setex(set with expire)：設置過期時間

和setnx(set if not exist)：不存在再設置（在分布式鎖中會經常使用）

127.0.0.1:6379> setex key3 30 "hello"		# 設置 30 秒后過期
OK
127.0.0.1:6379> ttl key3					# 剩余過期時間
(integer) 25
127.0.0.1:6379> setnx mykey "redis"			# mykey 不存在時設置成功
(integer) 1
127.0.0.1:6379> keys *
1) "key2"
2) "key1"
3) "views"
4) "mykey"
127.0.0.1:6379> setnx mykey "mongoDB"		# mykey 存在時設置失敗
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get mykey					# mykey 值不變
"redis"
127.0.0.1:6379> 

mset 和 mget

127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3		# 同時設置多個值
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "k1"
2) "k3"
3) "k2"
127.0.0.1:6379> mget k1 k2 k3			# 同時獲取多個值
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"
127.0.0.1:6379> msetnx k1 v1 k4 v4       # msetnx 是一個原子性的操作，要么一起成功，要么都失敗
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get k4
(nil)
127.0.0.1:6379>

對象

set user:1 {name:zhangsan, age:3}     # 設置一個 user:1 對象 值為 json  字符來保存一個對象

127.0.0.1:6379> mset user:1:name zhangsan user:1:age 2
OK
127.0.0.1:6379> mget user:1:name user:1:age
1) "zhangsan"
2) "2"
127.0.0.1:6379> 

getset：先 get 再 set

127.0.0.1:6379> getset db redis		# 如果不存在值，則返回 nil
(nil)
127.0.0.1:6379> get db
"redis"
127.0.0.1:6379> getset db mongodb		# 如果存在值，獲取原來的值，並設置新的值
"redis"
127.0.0.1:6379> get db
"mongodb"
127.0.0.1:6379> 

String 的使用場景：value 除了是字符串以外還可以是數字

• 計數器
• 統計多單位的數量
• 粉絲數
• 對象緩存存儲

2、List（列表）

基本的數據類型，列表。

在 Redis 中可以把 list 用作棧、隊列、阻塞隊列。

list 命令多數以 l開頭。

127.0.0.1:6379> lpush list one			# 將一個值或者多個值，插入到列表的頭部（左）
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lpush list two
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lpush list three 
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1			# 查看全部元素
1) "three"
2) "two"
3) "one"
127.0.0.1:6379> lrange list 0 1				# 通過區間獲取值
1) "three"
2) "two"
127.0.0.1:6379> rpush list right			# 將一個值或者多個值，插入到列表的尾部（右）
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "three"
2) "two"
3) "one"
4) "right"
127.0.0.1:6379> 

彈出 pop

127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "!"
2) "world"
3) "world"
4) "hello"
127.0.0.1:6379> lpop list		# 移除list的第一個元素
"!"
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "world"
2) "world"
3) "hello"
127.0.0.1:6379> rpop list			# 移除list的第一個元素
"hello"
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "world"
2) "world"
127.0.0.1:6379> 

索引 Lindex

127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "hjk"
2) "world"
3) "world"
127.0.0.1:6379> lindex list 1		# 通過下標獲取list中的某一個值
"world"
127.0.0.1:6379> lindex list 0
"hjk"
127.0.0.1:6379> 

Llen 長度：

127.0.0.1:6379> llen list
(integer) 3
127.0.0.1:6379>

移除指定的值：

127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "hjk"
2) "world"
3) "world"
127.0.0.1:6379> lrem list 1 world		# 移除list集合中指定個數的value，精確匹配
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "hjk"
2) "world"
127.0.0.1:6379> lpush list hjk
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "hjk"
2) "hjk"
3) "world"
127.0.0.1:6379> lrem list 2 hjk
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lrange list 0 -1
1) "world"
127.0.0.1:6379> 

trim 截斷

127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "hello1"
2) "hello2"
3) "hello3"
4) "hello4"
127.0.0.1:6379> ltrim mylist 1 2 # 通過下標截取指定長度，這個list已經被破壞了，截斷之后只剩下截斷后的元素
OK
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "hello2"
2) "hello3"
127.0.0.1:6379> 

rpoplpush ：移除列表的最后一個元素，將他移動到新的列表中。

127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "hello1"
2) "hello2"
3) "hello3"
127.0.0.1:6379> rpoplpush mylist myotherlist		# 移除列表的最后一個元素，將他移動到新的列表中。
"hello3"
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1		# 查看原來的列表
1) "hello1"
2) "hello2"
127.0.0.1:6379> lrange myotherlist 0 -1		# 查看目標列表中，確實存在該值
1) "hello3"
127.0.0.1:6379> 

lset：將列表中指定下標的值替換為另一個值，更新操作

127.0.0.1:6379> exists list		# 判斷這個列表是否存在
(integer) 0
127.0.0.1:6379> lset list 0 item		# 如果不存在的話，更新會報錯
(error) ERR no such key
127.0.0.1:6379> lpush list value1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> lrange list 0 0 
1) "value1"
127.0.0.1:6379> lset list 0 item		# 如果存在，更新當前下標的值
OK
127.0.0.1:6379> lset list 1 other		# 如果不存在的話，更新會報錯
(error) ERR index out of range
127.0.0.1:6379> 

linsert：將某個具體的value插入到列表中某個元素的前面或者后面

127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "hello1"
2) "hello2"
127.0.0.1:6379> linsert mylist before "hello2" hello
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "hello1"
2) "hello"
3) "hello2"
127.0.0.1:6379> linsert mylist after "hello2" hello
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange mylist 0 -1
1) "hello1"
2) "hello"
3) "hello2"
4) "hello"
127.0.0.1:6379> 

小結：

• list 實際上是一個鏈表，前后都可以插入
• 如果key不存在，創建新的鏈表
• 如果移除了所有的值，空鏈表，也代表不存在
• 在兩邊插入或者改動值，效率最高。

3、Set （集合）

127.0.0.1:6379> sadd myset "hello"		# set 集合中添加元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sadd myset "world"		
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers myset		    # 查看指定Set的所有值
1) "world"
2) "hello"
127.0.0.1:6379> sismember myset hello		# 判斷某一個值是不是在set中
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember myset hello1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> scard myset		# 獲取集合中的個數
(integer) 2
127.0.0.1:6379> sadd myset "hello2"		
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers myset   
1) "world"
2) "hello2"
3) "hello"
127.0.0.1:6379> srem myset hello   # 移除元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "world"
2) "hello2"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "kkk"
2) "world"
3) "hjk"
4) "hello2"
127.0.0.1:6379> srandmember myset			# 隨機抽取一個元素
"hjk"
127.0.0.1:6379> srandmember myset
"hello2"
127.0.0.1:6379> srandmember myset 2			# 隨機抽取指定個數的元素
1) "world"
2) "hello2"
127.0.0.1:6379> srandmember myset 2
1) "hello2"
2) "hjk"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "kkk"
2) "world"
3) "hjk"
4) "hello2"
127.0.0.1:6379> spop myset		# 隨機刪除元素
"hjk"
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "kkk"
2) "world"
3) "hello2"
127.0.0.1:6379> spop myset
"hello2"
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "kkk"
2) "world"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "kkk"
2) "world"
127.0.0.1:6379> sadd myset2 set2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smove myset myset2 "kkk"			# 將一個特定的值，移動到另一個set集合中
(integer) 1
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "world"
127.0.0.1:6379> smembers myset2
1) "kkk"
2) "set2"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> smembers key1
1) "b"
2) "a"
3) "c"
127.0.0.1:6379> smembers key2
1) "e"
2) "d"
3) "c"
127.0.0.1:6379> sdiff key1 key2			# 差集
1) "b"
2) "a"
127.0.0.1:6379> sinter key1 key2         # 交集
1) "c"
127.0.0.1:6379> sunion key1 key2		# 並集
1) "e"
2) "a"
3) "c"
4) "d"
5) "b"

4、Hash(哈希)

也是 key - value 形式的，但是value 是一個map。

127.0.0.1:6379> hset myhash field xxx		# set 一個 key-value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget myhash field			# 獲取一個字段值
"xxx"
127.0.0.1:6379> hmset myhash field1 hello field2 world		# set 多個 key-value
OK
127.0.0.1:6379> hmget myhash field field1 field2			# 獲取多個字段值
1) "xxx"
2) "hello"
3) "world"
127.0.0.1:6379> hgetall myhash				# 獲取全部的數據
1) "field"
2) "xxx"
3) "field1"
4) "hello"
5) "field2"
6) "world"

127.0.0.1:6379> hdel myhash field1		# 刪除指定的key，對應的value也就沒有了
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hgetall myhash
1) "field"
2) "xxx"
3) "field2"
4) "world"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> hlen myhash		# 獲取長度
(integer) 2
127.0.0.1:6379> hexists myhash field1   # 判斷指定key是否存在
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hexists myhash field2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hkeys myhash		# 獲取所有的key
1) "field"
2) "field2"
127.0.0.1:6379> hvals myhash		# 獲取所有的value
1) "xxx"
2) "world"
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> hset myhash field3 5		
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hincrby myhash field3 1		# 指定增量
(integer) 6
127.0.0.1:6379> hincrby myhash field3 -1
(integer) 5
127.0.0.1:6379> hsetnx myhash field4 hello		# 如果不存在則可以設置
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hsetnx myhash field4 world		# 如果存在則不能設置
(integer) 0
127.0.0.1:6379> 

Hash 適合存儲經常變動的對象信息，String 更適合於存儲字符串。

5、zset (有序集合)

127.0.0.1:6379> zadd myset 1 one		# 添加一個值
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myset 2 two 3 three	# 添加多個值
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zrange myset 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
127.0.0.1:6379> 

實現排序：

127.0.0.1:6379> zadd salary 2500 xiaohong
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd salary 5000 xiaoming
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd salary 500 xaiozhang
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
1) "xaiozhang"
2) "xiaohong"
3) "xiaoming"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore salary -inf +inf		# 從小到大顯示全部的用戶
1) "xaiozhang"
2) "xiaohong"
3) "xiaoming"
127.0.0.1:6379> zrevrange salary 0 -1		# 從大到小進行排序
1) "xiaoming"
2) "xiaohong"
3) "xaiozhang"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore salary -inf +inf withscores   # 附帶成績的顯示所有用戶
1) "xaiozhang"
2) "500"
3) "xiaohong"
4) "2500"
5) "xiaoming"
6) "5000"
127.0.0.1:6379> zrangebyscore salary -inf 2500 withscores			# 顯示工資小於 2500 的用戶
1) "xaiozhang"
2) "500"
3) "xiaohong"
4) "2500"

127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
1) "xaiozhang"
2) "xiaohong"
3) "xiaoming"
127.0.0.1:6379> zrem salary xiaohong  # 移除特定元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
1) "xaiozhang"
2) "xiaoming"
127.0.0.1:6379> zcard salary		# 獲取有序集合的個數
(integer) 2
127.0.0.1:6379> 

127.0.0.1:6379> zadd myset 1 hello
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd myset 2 world 3 !
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zcount myset 1 3		# 獲取指定區間的人員數量
(integer) 3
127.0.0.1:6379> zcount myset 1 2
(integer) 2

---

2、Redis 三種特殊數據類型

1、geospatial

Redis 在 3.2 推出 Geo 類型，該功能可以推算出地理位置信息，兩地之間的距離。

文檔： https://www.redis.net.cn/order/3687.html

借助網站模擬一些數據： http://www.jsons.cn/lngcode/

geoadd 添加地理位置

規則：兩極無法直接添加，一般會下載城市數據，直接通過 Java 程序一次性導入。

有效的經度從 -180 度到 180 度。有效的緯度從 -85.05112878 度到 85.05112878 度。當坐標位置超出指定范圍時，該命令將會返回一個錯誤。

(error) ERR invalid longitude latitude pair xxx yyy

添加一些模擬數據：

127.0.0.1:6379> geoadd china:city 116.40 39.90 beijing
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 121.47 31.23 shanghai
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 106.50 29.53 chongqing 114.05 22.52 shengzhen
(integer) 2
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 120.16 30.24 hangzhou 108.96 34.26 xian
(integer) 2
127.0.0.1:6379> 

geopos 獲得當前定位坐標值

127.0.0.1:6379> geopos china:city beijing		# 獲得指定城市的經緯度
1) 1) "116.39999896287918091"
   2) "39.90000009167092543"
127.0.0.1:6379> geopos china:city shanghai
1) 1) "121.47000163793563843"
   2) "31.22999903975783553"
127.0.0.1:6379> 

geodist 獲取兩個位置之間的距離

單位：

• m 表示單位為米。
• km 表示單位為千米。
• mi 表示單位為英里。
• ft 表示單位為英尺。

如果用戶沒有顯式地指定單位參數， 那么 GEODIST 默認使用米作為單位。

127.0.0.1:6379> geodist china:city beijing shanghai km	# 查看北京和上海直接的直線距離
"1067.3788"
127.0.0.1:6379> geodist china:city beijing chongqing km
"1464.0708"
127.0.0.1:6379> 

georedius 以給定的經緯度為中心，找出某一半徑內的元素

127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km # 以110, 30 這個點為中心，尋找方圓 1000km 的城市
1) "chongqing"
2) "xian"
3) "shengzhen"
4) "hangzhou"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km 
1) "chongqing"
2) "xian"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km withcoord	#  顯示他人的定位信息
1) 1) "chongqing"
   2) 1) "106.49999767541885376"
      2) "29.52999957900659211"
2) 1) "xian"
   2) 1) "108.96000176668167114"
      2) "34.25999964418929977"
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km withdist #  顯示到中心點的距離
1) 1) "chongqing"
   2) "341.9374"
2) 1) "xian"
   2) "483.8340"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km withdist withcoord count 1  # 指定數量
1) 1) "chongqing"
   2) "341.9374"
   3) 1) "106.49999767541885376"
      2) "29.52999957900659211"
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 500 km withdist withcoord count 2
1) 1) "chongqing"
   2) "341.9374"
   3) 1) "106.49999767541885376"
      2) "29.52999957900659211"
2) 1) "xian"
   2) "483.8340"
   3) 1) "108.96000176668167114"
      2) "34.25999964418929977"
127.0.0.1:6379> 

GEORADIUSBYMEMBER 找出位於指定元素周圍的其他元素

127.0.0.1:6379> georadiusbymember china:city shanghai 1000 km
1) "hangzhou"
2) "shanghai"
127.0.0.1:6379> 

geo 底層實現原理其實就是 zset ，可以使用 zset 命令操作 geo

127.0.0.1:6379> zrange china:city 0 -1
1) "chongqing"
2) "xian"
3) "shengzhen"
4) "hangzhou"
5) "shanghai"
6) "beijing"
127.0.0.1:6379> zrem china:city beijing		# 刪除一個元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange china:city 0 -1
1) "chongqing"
2) "xian"
3) "shengzhen"
4) "hangzhou"
5) "shanghai"
127.0.0.1:6379> 

2、hyperloglog

基數：數學上集合的元素個數，是不能重復的。

UV（Unique visitor）：是指通過互聯網訪問、瀏覽這個網頁的自然人。訪問的一個電腦客戶端為一個訪客，一天內同一個訪客僅被計算一次。

Redis 2.8.9 版本更新了 hyperloglog 數據結構，是基於基數統計的算法。

hyperloglog 的優點是占用內存小，並且是固定的。存儲 2^64 個不同元素的基數，只需要 12 KB 的空間。但是也可能有 0.81% 的錯誤率。

這個數據結構常用於統計網站的 UV。傳統的方式是使用 set 保存用戶的ID，然后統計 set 中元素的數量作為判斷標准。但是這種方式保存了大量的用戶 ID，ID 一般比較長，占空間，還很麻煩。我們的目的是計數，不是保存數據，所以這樣做有弊端。但是如果使用 hyperloglog 就比較合適了。

127.0.0.1:6379> pfadd mykey a b c d e f g h i j	# 創建第一組元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFCOUNT mykey					# 統計 mykey 基數
(integer) 10
127.0.0.1:6379> PFADD mykey2 i j z x c v b n m  # 創建第二組元素
(integer) 1
127.0.0.1:6379> PFCOUNT mykey2					# 統計 mykey2 基數
(integer) 9
127.0.0.1:6379> PFMERGE mykey3 mykey mykey2		# 合並兩組 mykey mykey2 => mykey3
OK
127.0.0.1:6379> PFCOUNT mykey3
(integer) 15
127.0.0.1:6379> 

3、bitmap 位圖

bitmap就是通過最小的單位bit來進行0或者1的設置，表示某個元素對應的值或者狀態。一個bit的值，或者是0，或者是1；也就是說一個bit能存儲的最多信息是2。

bitmap 常用於統計用戶信息比如活躍粉絲和不活躍粉絲、登錄和未登錄、是否打卡等。

這里使用一周打卡的案例說明其用法：

127.0.0.1:6379> setbit sign 0 1		# 周一打卡了
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 1 0		# 周二未打卡
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 2 0		# 周三未打卡
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 4 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 5 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit sign 6 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> 

查看某一天是否打卡：

127.0.0.1:6379> GETBIT sign 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GETBIT sign 6
(integer) 0
127.0.0.1:6379> 

統計：統計打卡的天數

127.0.0.1:6379> BITCOUNT sign
(integer) 4
127.0.0.1:6379> 

下一篇筆記將介紹 Redis 的事務和Spring Boot 整合 Redis。