认识Redis与Redis的数据结构
本文作为Redis的通识教程，旨在让大家对Redis有一个概念性和整体性的认识，并且可以快速上手，为深入Redis打下基础。
文章概要:
Redis的介绍
Redis与其他数据库的对比
Redis与其他缓存实现对比
Redis的数据结构类型
Redis命令操作几种数据类型
Spring Data Redis操作几种数据类型
ZSET(有序集合)保证顺序
SET(集合)随机获取元素
Redis的介绍
Redis是一种非关系型数据库(non-relational database, 简称nosql)。
Redis是一个远程内存数据库，Redis客户端可以通过TCP协议请求服务端。
Redis性能强劲，且支持持久化和复制，可以方便地存储和读取海量数据。
那么Redis到底有多快? Redis 自带了一个叫 redis-benchmark 的工具来模拟 N 个客户端同时发出 M 个请求，你可以使用 redis-benchmark -h 来查看参数。
下面测试了100万次SET和GET操作的性能：
$ redis-benchmark -n 1000000 -t set,get -P 16 –q
SET: 198098.27 requests per second
GET: 351988.72 requests per second
Redis与其他数据库的对比
如果仅仅局限于一处，容易“只见树木，不见森林”，或者“手里那个锤子，看什么都像钉子”。
因此，我们首先与市场上常用的数据库系统做下横向对比，这样你可以更直观地感受Redis的特点。
Redis与其他缓存实现对比
同时Redis作为常用的缓存实现，我们也比较一下常用的缓存实现的优缺点。
Redis的数据类型
Redis 5 带来了新的流数据类型(Stream data type)，在这之前，Redis可以存储键(key)与5种不同数据结构类型之间的映射，这5种数据结构类型分别为STRING(字符串)、LIST(列表)、SET(集合)、HASH(散列)和ZSET(有序集合)。
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Redis 5种数据类型概览
Redis命令操作5种数据类型
STRING命令
字符串操作
对于字符串，Redis支持最基础的SET GET 和 DEL操作。也支持很多复杂的操作，下面简要介绍一下。
下面简单演示一下Command操作字符串:
127.0.0.1:6379> GET key-string
(nil)
127.0.0.1:6379> SET key-str "my string value"
OK
127.0.0.1:6379> GET key-str
"my string value"
127.0.0.1:6379> DEL key-str
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GET key-str
(nil)
127.0.0.1:6379>
SETEX与SETNX
SETEX与SETNX在做分布式锁的时候很有用。
举个 SETEX 应用的例子：
在实现分布式session时，当用户登录时设置指定的过期时间。每当用户请求一个接口，就重新设置一下过期时间。当在指定的时间内未调用任何接口时，分布式session就失效了。
数字操作
对于数字，支持如下操作：
下面简单演示一下Command:
127.0.0.1:6379> SET key-num 0
OK
127.0.0.1:6379> INCR key-num
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GET key-num
"1"
127.0.0.1:6379> INCR key-num
(integer) 2
127.0.0.1:6379> GET key-num
"2"
127.0.0.1:6379> INCR key-num
(integer) 3
127.0.0.1:6379> GET key-num
"3"
127.0.0.1:6379> INCRBY key-num 100
(integer) 103
127.0.0.1:6379> GET key-num
"103"
127.0.0.1:6379> INCRBY key-num 100
(integer) 203
127.0.0.1:6379> DECR key-num
(integer) 202
127.0.0.1:6379> DECRBY key-num 100
(integer) 102
127.0.0.1:6379> DECRBY key-num 100
(integer) 2
127.0.0.1:6379> DECRBY key-num 100
(integer) -98
批量操作
127.0.0.1:6379> MSET a 1 b 2 c 3
OK
127.0.0.1:6379> MGET a b c
1) "1"
2) "2"
3) "3"
127.0.0.1:6379> MSETNX a 1 b 2 c 3
(integer) 0
127.0.0.1:6379> MSETNX a 1 b 2 d 4
(integer) 0
127.0.0.1:6379> MSETNX d 4 e 5
(integer) 1
127.0.0.1:6379>
BIT操作
LIST命令
127.0.0.1:6379> LPUSH list1 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> RPOP list1
"1"
127.0.0.1:6379> RPOP list1
(nil)
127.0.0.1:6379> BRPOP list1 10
(nil)
(10.10s)
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> LPUSH list1 1 2 3 4 5
(integer) 5
127.0.0.1:6379> LSET list1 4 50
OK
127.0.0.1:6379> LSET list1 5 50
(error) ERR index out of range
其中BLPOP BRPOP BRPOPLPUSH 是阻塞式的，通常用在消息队列中。
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SET命令
Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。
Redis 中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。
Redis限制了每个key只能存储512M数据，集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。
127.0.0.1:6379> SADD set1 a b c d e
(integer) 5
127.0.0.1:6379> SCARD set
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SCARD set1
(integer) 5
127.0.0.1:6379> SISMEMBER set1 f
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SISMEMBER set1 e
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS set1
1) "d"
2) "c"
3) "a"
4) "b"
5) "e"
127.0.0.1:6379> SPOP set1
"d"
127.0.0.1:6379> SPOP set1
"a"
127.0.0.1:6379> SMOVE set1 set2 b
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMOVE set1 set2 c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SMEMBERS set2
1) "b"
2) "c"
SPOP由于其随机性，可以作为抽奖程序等业务场景下的基础实现。
HASH命令
Redis hash 是一个string类型的field和value的映射表，类似于Java语言中的Map结构，hash特别适合用于存储对象。
127.0.0.1:6379> HSET User001 name "Tom"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET User001 birthday "1990-01-20"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET User001 gender "Man"
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HKEYS User001
1) "name"
2) "birthday"
3) "gender"
127.0.0.1:6379> HGETALL User001
1) "name"
2) "Tom"
3) "birthday"
4) "1990-01-20"
5) "gender"
6) "Man"
ZSET命令
有序集合和散列一样，都用于存储键值对。有序集合的键被称为成员(member)，每个成员都是各不相同的；而有序集合的值则被称为分值(score)，分值必须为浮点数。
127.0.0.1:6379> ZADD Users 1 zhangsan 2 lisi 3 wangwu 4 maliu
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ZCARD Users
(integer) 4
127.0.0.1:6379> ZRANK Users maliu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZSCAN Users 0
1) "0"
2) 1) "zhangsan"
2) "1"
3) "lisi"
4) "2"
5) "wangwu"
6) "3"
7) "maliu"
8) "4"
127.0.0.1:6379>
总结
本文带大家认识了Redis，并通过横向对比的方式让大家对Redis的特性和功能有了整体性的了解，然后我们依次介绍了Redis的5种基本数据结构，以及操作它的命令。作为Redis的入门教程，本文旨在让大家对Redis有一个概念性和整体性的认识，为深入Redis打下基础。
