后端开发都应该掌握的Redis基础

Redis的数据结构

Redis支持多种不同的数据结构,包括5种基础数据结构和几种比较复杂的数据,这些数据结构可以满足不同的应用场景。

五种基础数据结构

  • String:字符串,是构建其他数据结构的基础
  • Hash:哈希列表
  • List:列表
  • Set:集合,在哈希列表的基础上实现
  • Sort Set:有序集合

复杂的数据结构

  • Bitmaps:位图,在string的基础上进行位操作,可以实现节省空间的数据结构。
  • Hyperloglog:用于估计一个 set 中元素数量的概率性的数据结构。
  • Geo:geospatial,地理空间索引半径查询。
  • BloomFilter:布隆过滤器。

不同数据结构的相同之处

从上面的介绍,我们看到支持的数据结构的不同,但其实,Redis的每一种数据结构都由一个key和value组成,可以抽象为:

而所有数据结构的key的值都是任意合法的字符串,不同的数据结构的区别就在于value存储的值的不同而不同。

比如,最简简单的String数据结构,其value为String,所以String可以表示为:

而Hash数据结构,其value为一个哈希列表,所以Hash可以表示为:

这里就列出String和Hash来讲解说明,关于更多数据结构的内部结构及详细操作,我们在之后的文章在再谈谈吧。

Redis的通用命令

Redis官网将Redis的命令按照功能划分为15个主题分组,其中,Kyes主题的命令对所有的数据结构都通用,因此,有必要在了解其他数据结构命令前好好学习一下。

keys

keys命令的作用是列出Redis所有的key,该命令的时间复杂度为O(N),N随着Redis中key的数量增加而增加,因此Redis有大量的key,keys命令会执行很长时间,而由于Redis是单线程,某个命令耗费过长时间,则会导致后面的的所有请求无法得到响应,因此,千万不要在生产服务器上使用keys命令。

# key命令,时间复杂度为O(n) 
keys pattern #pattern可为一个包含匹配模式的字符串,可以包含*,+,?,[a-z]等模式。 

示例

exists

exists命令用于判断一个或多个key是否存在,判断多个key时,key之间用空格分隔,exists的返回值为整数,表示当前判断有多少个key是存在的。

# exists命令,时间复杂度O(1) 
exists key [key ...] 

示例

> set test1 t1 
> exists test1 test2  
(integer) 1 #只有一个key存在 
> exists test3 test3 
(integer) 0 #key都不存在 

del

del命令用于删除一个或多个key,多个key之间用空格分隔,其返回值为整数,表示成功删除了多少个存在的key,因此,如果只删除一个key,则可以从返回值中判断是否成功,如果删除多个key,则只能得到删除成功的数量。

# del命令,时间复杂度O(n) 
del key [key ...] 

示例

> set test t 
> del test 
(integer) 1 
> mset test1 2 test2 1 
> del test1 test2 test3 
(integer) 2 # 返回2,表示成功删除两个 
#再次删除,返回0,因为删除成功个数为0 
> del test1 test2 test3 
(integer) 0 

expire,pexpire

expire设置key在多少秒之后过期,pexpire设置key在多少毫秒之后过期,成功返回1,失败返回0。

# expire命令,时间复杂度为O(1) 
expire key seconds 
# pexpire命令,时间复杂度为O(1) 
pexpire key milliseconds 

示例

> mset test test_value test1 test1_value 
> expire test 10 #设置10秒后过期 
(integer) 1 
> pexpire test1_value 10000 #设置10000毫秒(10s)后过期 
(integer) 1 
> expire ttt 100 
(integer) 0 # 不存在的key,设置失败,返回0  

ttl,pttl

ttl和pttl命令用于获取key的过期时间,其返回值为整型,代表的意义分为几种情况:

  • 当key不存在或过期时间,返回-2。
  • 当key存在且永久有效时,返回-1。
  • 当key有设置过期时间时,返回为剩下的秒数(pttl为毫秒数)
# ttl命令,时间复杂度O(1) 
ttl key 
# pttl命令,时间复杂度O(1) 
pttl key 

示例(ttl的演示,pttl类似)

> set test test 
> expire test 100 
> ttl test 
(integer) 98#返回剩下的秒数 
> set test1 #永久有效 
> ttl test1 
(integer) -1 
> ttl test2 
(integer) -2#不存在或过期 
#100秒后 
> ttl test # test已过期 
(integer) -2 

expireat,pexpireat

设置key在某个时间戳过期,expreat参数时间戳用秒表示,而pexpireat则用毫秒表示,与expire和pexpire功能类似,返回1表示成功,0表示失败。

#expireat命令,时间复杂度为O(1) 
expireat key timestamp 
#pexpireat命令,时间复杂度为O(1) 
pexpireat key milliseconds-timestamp 

示例

> set test test 
> expireat test 1560873600 # 2019-06-19 00:00:00 
(integer) 1 
> set test1 test1 
> pexpireat test1 156087360000 # 2019-06-19 00:00:00的毫秒表示 
(integer) 1 

persist

移除key的过期时间,将key设置为永久有效,当key设置了过期时间,使用persist命令移除后返回1,如果key不存在或本身就是永久有效的,则返回0。

# persist命令,时间复杂度O(1) 
persist key 

示例

> set test test 
> ttl test 
(integer) -1 # 表示永久有效 
> persist test 
(integer) 0 # 对永久有效或不存在的key使用persist命令,返回 
> expire test 10 
(integer) 1 
> persist test 
(integer) 1 

type

判断key是什么类型的数据结构,返回值为string,list,set,hash,zset,分别表示我们前面介绍的Redis的5种基础数据结构。

geo,hyperloglog,bitmaps等复杂的数据结构,都是在这五种基础数据结构上实现,比如geo是zset类型,hyperloglog和bitmaps都为string。

# type命令,时间复杂度O(1) 
type key 

示例

> set test test 
> type test 
string 
> hset htest test test 
> type htest 
hash 

小结

上面介绍的是Redis中最常用的通用命令,虽然简单,但还是非常有必要掌握其用法和使用方面要注意的事项,其实,对于普通开发人员来说,很多时候,也只是使用这些基础通用的命令来操作Redis而已。

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