Redis 的基本介绍

⚠️️ 整理自互联网，用于概念了解。

Redis 是什么

Redis（Remote Dictionary Server）是一种基于内存的数据库，对数据的读写操作都是在内存中完成，因此读写速度非常快，常用于缓存，消息队列、分布式锁等场景。并且，Redis 存储的是 KV 键值对数据，为了满足不同的业务场景，Redis 内置了多种数据类型实现。并且 Redis 还支持事务、持久化、Lua 脚本、发布订阅模型、内存淘汰机制、过期删除机制等等。

Redis 常见数据类型

更多常用命令查询见 Redis 命令手册。

String

String 是最基本的 key-value 结构，key 是唯一标识，value 是具体的值。

value 可以是字符串，也可以是数字（整数或浮点数），value 最多可以容纳的数据长度是 512M。

List

List 是简单的字符串列表，按照插入顺序排序，可以从头部或尾部向 List 列表添加元素。

列表的最大长度为 2^32-1，即每个列表支持超过 40 亿个元素。

常用指令

# 将一个或多个值 value 插入到 key 列表的表头（最左边），最后的值在最前面
LPUSH key value [value ...]

# 将一个或多个值 value 插入到 key 列表的表尾（最右边）
RPUSH key value [value ...]

# 移除并返回 key 列表的头元素
LPOP key

# 移除并返回 key 列表的尾元素
RPOP key

# 返回列表 key 中指定区间内的元素，区间以偏移量 start 和 stop 指定，从 0 开始
LRANGE key start stop

# 从 key 列表表头弹出一个元素，没有就阻塞 timeout 秒，如果 timeout=0 则一直阻塞
BLPOP key [key ...] timeout

# 从 key 列表表尾弹出一个元素，没有就阻塞 timeout 秒，如果 timeout=0 则一直阻塞
BRPOP key [key ...] timeout

Hash

Hash 是一个键值对 key-value 集合，特别适合用于存储对象。

其中 value 的形式如：value=[{field1， value1}，{fieldN， valueN}]。

常用指令

# 存储一个哈希表 key 的键值
HSET key field value

# 获取哈希表 key 对应的 field 键值
HGET key field

# 在一个哈希表 key 中存储多个键值对
HMSET key field value [field value ...]

# 批量获取哈希表 key 中多个 field 键值
HMGET key field [field ...]

# 删除哈希表 key 中的 field 键值
HDEL key field [field ...]

# 返回哈希表 key 中 field 的数量
HLEN key

# 返回哈希表 key 中所有的键值
HGETALL key

# 为哈希表 key 中 field 键的值加上增量 N
HINCRBY key field N

Set

Set 类型是一个无序并唯一的键值集合，它的存储顺序不会按照插入的先后顺序进行存储。

一个集合最多可以存储 2^32-1 个元素。概念和数学中个的集合基本类似，可以交集，并集，差集等等，所以 Set 类型除了支持集合内的增删改查，同时还支持多个集合取交集、并集、差集。

常用指令

# 往集合 key 中存入元素，元素存在则忽略，若 key 不存在则新建
SADD key member [member ...]

# 从集合 key 中删除元素
SREM key member [member ...]

# 获取集合 key 中所有元素
SMEMBERS key

# 获取集合 key 中的元素个数
SCARD key

# 判断 member 元素是否存在于集合 key 中
SISMEMBER key member

# 从集合 key 中随机选出 count 个元素，元素不从 key 中删除
SRANDMEMBER key [count]

# 从集合 key 中随机选出 count 个元素，元素从 key 中删除
SPOP key [count]

# 交集运算
SINTER key [key ...]

# 将交集结果存入新集合 destination 中
SINTERSTORE destination key [key ...]

# 并集运算
SUNION key [key ...]

# 将并集结果存入新集合 destination 中
SUNIONSTORE destination key [key ...]

# 差集运算
SDIFF key [key ...]

# 将差集结果存入新集合 destination 中
SDIFFSTORE destination key [key ...]

ZSet（Sorted Set）

ZSet类型（有序集合类型）相比于 Set 类型多了一个排序属性 score（分值），对于有序集合 ZSet 来说，每个存储元素相当于有两个值组成的，一个是有序集合的元素值，一个是排序值。

有序集合保留了集合不能有重复成员的特性（分值可以重复），但不同的是，有序集合中的元素可以排序。

常用指令

# 往有序集合 key 中加入带分值元素
ZADD key score member [[score member]...]

# 往有序集合 key 中删除元素
ZREM key member [member...]

# 返回有序集合 key 中元素 member 的分值
ZSCORE key member

# 返回有序集合 key 中元素个数
ZCARD key

# 为有序集合 key 中元素 member 的分值加上 increment
ZINCRBY key increment member

# 正序获取有序集合 key 从 start 下标到 stop 下标的元素
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

# 倒序获取有序集合 key 从 start 下标到 stop 下标的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

# 返回有序集合中指定分数区间内的成员，分数由低到高排序
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset Count]

# 返回指定成员区间内的成员，按字典正序排列，分数必须相同
ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]

# 返回指定成员区间内的成员，按字典倒序排列，分数必须相同
ZREVRANGEBYLEX key max min [LIMIT offset count]

# 并集计算（相同元素分值相加）
ZUNIONSTORE destkey numberkeys key [key...]

# 交集计算（相同元素分值相加）
ZINTERSTORE destkey numberkeys key [key...]

Bitmap

Bitmap 位图是一串连续的二进制数组，可以通过偏移量 OFFSET 来定位元素。BitMap 通过最小的单位 Bit 来进行 0 或 1 的设置，表示某个元素的值或者状态，时间复杂度为 O(1)。

由于 Bit 是计算机中最小的单位，使用它进行储存将非常节省空间，特别适合一些数据量大且使用二值统计的场景。

常用指令

# 设置位值，其中 value 只能是 0 和 1
SETBIT key offset value

# 获取位值
GETBIT key offset

# 获取指定范围内值为 1 的个数
BITCOUNT key start end

# destkey 计算的结果，会存储在该 key 中
# key1 ... keyN 参与运算的key，可以有多个，空格分割，NOT 运算只能一个 key
# 当 BITOP 处理不同长度的字符串时，较短的那个字符串所缺少的部分会被看作 0
# 返回值是保存到 destkey 的字符串的长度，和输入 key 中最长的字符串长度相等。
#
# operations 位移操作符，枚举值
# AND 与运算 &
# OR 或运算 |
# XOR 异或 ^
# NOT 取反 ~
BITOP [operations] [destkey] [key1] [keyN ...]

# 返回指定 key 中第一次出现指定 value（0 或 1）的位置
BITPOS [key] [value]

GEO

GEO 是 Redis 3.2 版本新增的数据类型，主要用于存储地理位置信息，并对存储的信息进行操作。

GEO 非常适合应用在基于位置的信息服务（Location-Based Service）场景中。LBS 应用访问的数据是和人或物关联的一组经纬度信息，而且要能查询相邻的经纬度范围。

常用指令

# 存储指定的地理空间位置，可以将一个或多个经度（longitude）、纬度（latitude）、位置名称（member）添加到指定的 key 中。
GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member ...]

# 从给定的 key 里返回所有指定名称（member）的经度和纬度，不存在的返回 nil
GEOPOS key [member [member ...]]

# 返回两个给定位置之间的距离
GEODIST key member1 member2 [M | KM | FT | MI]

# 根据用户给定的经纬度坐标来获取指定范围内的地理位置集合
GEORADIUS key longitude latitude radius <M | KM | FT | MI>
  [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count [ANY]] [ASC | DESC]
  [STORE key | STOREDIST key]

HyperLogLog

HyperLogLog 是 Redis 2.8.9 版本新增的数据类型，是一种用于统计基数的数据集合类型。

基数统计就是指统计一个集合中不重复的元素个数。但要注意，HyperLogLog 是统计规则是基于概率完成的，不是非常准确，简单来说 HyperLogLog 提供不精确的去重计数。

HyperLogLog 的优点是在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的内存空间总是固定的、并且是很小的。在 Redis 里面，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基数，和元素越多就越耗费内存的 Set 和 Hash 类型相比，HyperLogLog 非常节省空间。

常用指令

# 添加指定元素到 HyperLogLog 中
PFADD key element [element ...]

# 返回给定 HyperLogLog 的基数估算值
PFCOUNT key [key ...]

# 将多个 HyperLogLog 合并为一个 HyperLogLog
PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...]

Stream

Stream 是 Redis 5.0 版本新增加的数据类型，是 Redis 专门为消息队列设计的数据类型。

在 Redis Stream 没出来之前，消息队列的实现方式都有着各自的缺陷，例如：

发布订阅模式，不能持久化也就无法可靠的保存消息，并且对于离线重连的客户端不能读取历史消息。
List 实现消息队列的方式不能重复消费，一个消息消费完就会被删除，而且生产者需要自行实现全局唯一 ID。

基于以上问题，Redis 5.0 推出了 Stream 类型，用于完美地实现消息队列。它支持消息的持久化、支持自动生成全局唯一 ID、支持 ACK 确认消息的模式、支持消费组模式等，让消息队列更加的稳定和可靠。

Redis 是什么

Redis 常见数据类型

String

List

Hash

Set

ZSet（Sorted Set）

Bitmap

GEO

HyperLogLog

Stream

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参考文档