概述

Redis 是速度非常快的非關(guān)系型（NoSQL）內(nèi)存鍵值數(shù)據(jù)庫，可以存儲鍵和五種不同類型的值之間的映射。

鍵的類型只能為字符串，值支持五種數(shù)據(jù)類型：字符串、列表、集合、散列表、有序集合。

Redis 支持很多特性，例如將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)持久化到硬盤中，使用復(fù)制來擴展讀性能，使用分片來擴展寫性能。

數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型 可以存儲的值 操作

STRING 字符串、整數(shù)或者浮點數(shù) 對整個字符串或者字符串的其中一部分執(zhí)行操作，對整數(shù)和浮點數(shù)執(zhí)行自增或者自減操作

LIST 列表 從兩端壓入或者彈出元素，對單個或者多個元素進行修剪，只保留一個范圍內(nèi)的元素

SET 無序集合 添加、獲取、移除單個元素，檢查一個元素是否存在于集合中，計算交集、并集、差集，從集合里面隨機獲取元素

HASH 包含鍵值對的無序散列表 添加、獲取、移除單個鍵值對，獲取所有鍵值對，檢查某個鍵是否存在

ZSET 有序集合 添加、獲取、刪除元素，根據(jù)分值范圍或者成員來獲取元素，計算一個鍵的排名

STRING

Redis 的 String 類型使用 SDS（簡單動態(tài)字符串）作為底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。SDS 與 C 字符串有所不同，它不僅可以保存文本數(shù)據(jù)，還可以保存二進制數(shù)據(jù)。這是因為 SDS 使用 len 屬性的值而不是空字符來判斷字符串是否結(jié)束，并且 SDS 的所有 API 都會以處理二進制的方式來處理 SDS 存放在 buf[] 數(shù)組里的數(shù)據(jù)。因此，SDS 不僅能存放文本數(shù)據(jù)，還能保存圖片、音頻、視頻、壓縮文件等二進制數(shù)據(jù)。

另外，Redis 的 SDS API 是安全的，拼接字符串不會造成緩沖區(qū)溢出。這是因為 SDS 在拼接字符串之前會檢查 SDS 空間是否滿足要求，如果空間不夠會自動擴容，從而避免了緩沖區(qū)溢出的問題。

此外，獲取字符串長度的時間復(fù)雜度是 O(1)，因為 SDS 結(jié)構(gòu)里用 len 屬性記錄了字符串長度，所以獲取長度的復(fù)雜度為 O(1)。相比之下，C 語言的字符串并不記錄自身長度，所以獲取長度的復(fù)雜度為 O(n)。這些特性使得 SDS 成為 Redis 的一個重要組成部分。

> set hello world

OK

> get hello

"world"

> del hello

(integer) 1

> get hello

(nil)

LIST

Redis 的 List 類型底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由雙向鏈表或壓縮列表實現(xiàn)。如果列表元素個數(shù)小于 512 個且每個元素的值都小于 64 字節(jié)，則 Redis 會使用壓縮列表作為底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；否則，Redis 會使用雙向鏈表作為底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。然而，在 Redis 3.2 版本之后，List 類型底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只由 quicklist 實現(xiàn)，代替了雙向鏈表和壓縮列表。

> rpush list-key item

(integer) 1

> rpush list-key item2

(integer) 2

> rpush list-key item

(integer) 3

> lrange list-key 0 -1

1) "item"

2) "item2"

3) "item"

> lindex list-key 1

"item2"

> lpop list-key

"item"

> lrange list-key 0 -1

1) "item2"

2) "item"

SET

Set 類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是哈希表或整數(shù)集合。當(dāng)集合中的元素都是整數(shù)并且元素個數(shù)小于512時，Redis使用整數(shù)集合作為Set類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；否則，Redis使用哈希表作為Set類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

> sadd set-key item

(integer) 1

> sadd set-key item2

(integer) 1

> sadd set-key item3

(integer) 1

> sadd set-key item

(integer) 0

> smembers set-key

1) "item"

2) "item2"

3) "item3"

> sismember set-key item4

(integer) 0

> sismember set-key item

(integer) 1

> srem set-key item2

(integer) 1

> srem set-key item2

(integer) 0

> smembers set-key

1) "item"

2) "item3"

HASH

Redis 中的 Hash 類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是壓縮列表或哈希表。如果元素個數(shù)小于 512 個且每個元素的值都小于 64 字節(jié)，Redis 會使用壓縮列表作為底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；否則會使用哈希表。在 Redis 7.0 中，壓縮列表已經(jīng)廢棄，改用 listpack 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

> hset hash-key sub-key1 value1

(integer) 1

> hset hash-key sub-key2 value2

(integer) 1

> hset hash-key sub-key1 value1

(integer) 0

> hgetall hash-key

1) "sub-key1"

2) "value1"

3) "sub-key2"

4) "value2"

> hdel hash-key sub-key2

(integer) 1

> hdel hash-key sub-key2

(integer) 0

> hget hash-key sub-key1

"value1"

> hgetall hash-key

1) "sub-key1"

2) "value1"

ZSET

Zset 類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是壓縮列表或跳表。

如果有序集合的元素個數(shù)小于 128 個，且每個元素的值小于 64 字節(jié)，則 Redis 會使用壓縮列表作為 Zset 類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

如果有序集合的元素個數(shù)大于等于 128 個或者每個元素的值大于等于 64 字節(jié)，則 Redis 會使用跳表作為 Zset 類型的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

需要注意的是，Redis 7.0 中廢棄了壓縮列表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，改用 listpack 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

> zadd zset-key 728 member1

(integer) 1

> zadd zset-key 982 member0

(integer) 1

> zadd zset-key 982 member0

(integer) 0

> zrange zset-key 0 -1 withscores

1) "member1"

2) "728"

3) "member0"

4) "982"

> zrangebyscore zset-key 0 800 withscores

1) "member1"

2) "728"

> zrem zset-key member1

(integer) 1

> zrem zset-key member1

(integer) 0

> zrange zset-key 0 -1 withscores

1) "member0"

2) "982"