掌握Redis核心：常用数据类型的高效运用秘籍！

在数据驱动的时代，高效地存储和处理数据成为了开发者们的重要任务。Redis，作为一个开源的高性能键值对（key-value）数据库，以其独特的数据结构和丰富的功能，成为了众多项目的首选。

今天，我们就来揭开Redis的神秘面纱，看看它是如何通过不同的数据类型，为我们提供高效、灵活的数据存储和处理能力的。

一、字符串（String）：数据的基石

String类型简介

字符串是Redis最基本的数据类型，它可以存储文本、数字或者二进制数据。使用字符串类型，你可以执行原子性的操作，如追加（APPEND）、设置（SET）和获取（GET）。例如，你可以将用户信息作为字符串存储，并通过键快速检索。

一个key对应一个value。
String类型是二进制安全的。只要内容可以使用字符串表示就可以存储到string中。比如jpg图片或者序列化的对象。
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。

get key： 查询key对应的键值。

注意：如果设置了两次相同的key，后设置的就会把之前的key覆盖掉。append key value： 将给定的value追加到原值的末尾。

strlen key： 获得值的长度。

setnx key value： 只有在key 不存在时 ，才能设置 key 的值。

incr key： 将 key 中储存的数字值增1（只能对数字值操作，如果为空，新增值为1）。

decr key： 将 key 中储存的数字值减1（只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1）。

incrby / decrby key 步长： 通过自定义步长方式增减 key 中储存的数字值。

mset key1 value1 key2 value2 …： 同时设置一个或多个键值对。

mget key1 key2 key3 …： 同时获取一个或多个value。

msetnx key1 value1 key2 value2 …： 所有给定 key 都不存在时，同时设置一个或多个 key-value 对。

注意：此操作有原子性，只要有一个不符合条件的key。其他的也都不能设置成功。如下图：

getrange key 起始位置、结束位置： 获得值的范围，类似java中的substring。

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)。

setex key 过期时间 value： 可以在设置键值的同时，设置过期时间，单位秒（前面的expire是给已有的键值设置过期时间，注意区别）。

getset key value： 以新换旧，设置了新值同时获得旧值。

应用场景

存储用户信息：  将用户的姓名、年龄等信息作为字符串存储在Redis中，通过键值对的方式快速检索和更新。

计数器：  使用INCR命令实现访问量、点赞数等计数功能。

二、哈希（Hash）：组织数据的框架

Hash类型简介

哈希类型允许你存储字段-值对的集合。这种结构非常适合于存储对象，如用户的个人信息。通过HSET和HGET命令，你可以设置和获取哈希中的字段和值。

哈希类型的优势在于它可以对字段进行原子性操作，而不需要读取整个对象。

常用命令

hset key field value： 给key集合中的 field 键赋值value。

hget key1 field： 从key1集合field取出 value。

hmset key1 field1 value1 field2 value2… ： 批量设置hash的值（一次性设置多个数据值）。

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。

应用场景

存储用户对象：  将用户对象的多个属性（如姓名、年龄、性别等）存储在一个哈希结构中，通过HGETALL命令获取整个对象，或使用HGET/HSET针对某个属性进行操作。

存储配置信息： 将应用程序的配置信息以字段-值对的形式存储在哈希中，方便集中管理和修改。

三、列表（List）：有序数据的队列

List类型简介

列表类型提供了一种顺序存储数据的方式，它类似于Python中的列表或Java中的LinkedList。

你可以使用LPUSH和RPUSH命令在列表的头部或尾部添加元素。列表还支持范围查询和列表内元素的移除操作，非常适合于实现消息队列等场景。

List中单键多值，即一个key对应多个value，其中的多个value值使用List进行存储。

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。

常用命令

lpush / rpush key value1 value2 value3 … ：从左边/右边插入一个或多个值（l代表left，r代表right）。

lrange key start stop：按照索引下标获得元素（从左到右）。
其中lrange k1 0 -1表示取出k1中全部value值（0表示左边第一个，-1代表右边第一个）。

lpop / rpop key： 从左边/右边吐出一个值。值在键在，值光键亡。pop表示把值拿出来。

图片从左边取出k1的一个value值。如下图：

从右边取出k2的一个value值。如下图：

value值全部取完的时候，key就没有了。如下图：

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

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 value newvalue ： 在value的前面插入newvalue插入值。

lrem key n value： 从开始删除n个value(从左到右)图片。

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

应用场景

消息队列： 使用LPUSH/RPUSH命令将待处理的消息添加到列表头部/尾部，使用LPOP/RPOP从列表中取出并处理消息。

关注列表： 存储用户关注的其他用户列表，使用LINSERT命令在列表中插入新关注的对象。

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四、集合（Set）：去重数据的集合

Set类型简介

集合类型用于存储无序且唯一的数据集合。当你需要存储不允许重复的元素时，集合是一个很好的选择。

SADD命令用于向集合中添加元素，而SMEMBERS可以获取集合中的所有元素。集合还支持交集、并集和差集等高级操作，非常适合于处理标签、好友关系等场景。

Redis的Set是string类型的无序，不可重复集合。Set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0(1)。

常用命令

sadd key value1 value2 …： 将一个或多个 member 元素加入到key对应的集合中，已经存在的 member 元素将被忽略

smembers key： 取出key对应的集合中的所有值。

sismember key value： 判断集合是否为含有该value值。1表示有，0表示没有。

scard key： 返回key对应集合中的元素个数。

srem key value1 value2…： 删除key对应的集合中的某些元素。

spop key： 随机从key对应的集合中吐出一个值。

srandmember key n： 随机从key对应的集合中取出n个值。不会从集合中删除 （rand即为random）。

smove sourceKey destinationKey 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)。

应用场景

好友关系： 将用户的好友列表存储在一个集合中，使用SADD命令添加好友，使用SISMEMBER判断某个用户是否为好友。

标签系统： 将文章或商品的标签存储在集合中，使用SUNION/SINTER等命令进行标签的交集、并集操作。

五、有序集合（Sorted Set）

Sorted Set类型简介

有序集合是Redis中的一个高级数据类型，它结合了集合的唯一性和列表的排序功能。

每个元素都关联一个分数（score），根据分数对元素进行排序。ZADD命令用于添加元素和分数，ZRANGE则可以获取排序后的元素列表。
注：zset是sorted set的缩写

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和stop之间的元素。（带withscores，可以让分数一起和值返回到结果集）。

zrange rank 0 -1 （withscores）： 表示取出全部元素，从小到大排列。如下图：

zrangebyscore key min max (withscores)： 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。

zrevrangebyscore key max min (withscores)： 同上，改为从大到小排列（其中rev表示reverse）。

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。（排在第一位的是0）

应用场景

排行榜系统： 可以使用有序集合来存储用户的得分，并根据得分进行排序。

带权重的集合： 有序集合可以用来实现带权重的集合，即每个元素都有一个对应的权重值。时间线排序： 有序集合可以用于实现时间线排序，即将事件或消息按照时间顺序进行排序。

六、总结

本篇文章我们探索了Redis的五种常用数据类型及常用命令和使用场景。每一种数据类型都有其独特的优势和适用情况，掌握它们将使你在数据处理的道路上更加得心应手。

无论是构建缓存系统，还是实现复杂的数据结构，Redis都能提供强有力的支持。希望这篇文章能帮助你更好地理解和运用Redis，让你的项目在数据的世界中脱颖而出。