【Redis学习笔记一】Redis特点、基础命令和数据结构

我就是我 2022-05-06 06:56 210阅读 0赞

*  更新时间：2018-10-15

### Redis的特性 ###

*  速度快
 *  持久化（断电不丢数据）
 *  多种数据结构
 *  支持多种客户端语言
 *  功能丰富
 *  操作简单
 *  主从复制
 *  高可用，分布式

### Redis的通用命令 ###

*  keys：计算键
    
    `key * # 遍历所有key`
    
    keys命令支持正则匹配，如`keys h*`表示便利店以h开头的所有key。
    
    因为redis是单线程，keys命令一般不在生产环境中使用。
    
    keys \*怎么用？
    
     *  热备从节点
     *  scan
 *  dbsize：计算key的总数
    
    `dbsize`
    
    时间复杂度是O(1)，可以在线上随意使用
 *  exists：判断key是否存在
    
    `exists key`
    
    时间复杂度是O(1)，存在返回1，不存在返回0
 *  del：删除指定的key，可以同时删除多个
    
    `del key`
    
    成功删除返回1，如果key不存在返回0
 *  expire：给key设置过期时间
    
    `expire key seconds`
 *  ttl：查看剩余过期时间
    
    `tth key`
    
    返回-2表明key已经不存在，被删除了；返回-1表明key存在，但没有设置过期时间
 *  persist：撤销过期时间
    
    `persist key`
 *  type：返回key的类型
    
    `type key`
    
    #### 时间复杂度 ####
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th>命令</th> 
       <th>时间复杂度</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td>keys</td> 
       <td>O(n)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>dbsize</td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>del</td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>exists</td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>expire</td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>type</td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>

### 数据结构和内部编码 ###

#### 数据结构 ####

*  string
    
     *  结构和命令
        
         *  可以是“字符串”、“数字”、“二进制”
         *  value limited：Up to 512MB
     *  使用场景
        
         *  缓存
         *  计数器
         *  分布式锁
     *  常用命令
        
        `get key`
        
         *  `mget key1 key2 ...`：批量获取key，原子操作
         *  `mset key1 value1 key2 value2 ...`：批量设置key-value
        
        `set key`
        
         *  `set key value`：不管key是否存在，都设置
         *  `setnx key value`：key不存在时才设置
         *  `set key value xx`：key存在时才设置
        
        `del key`
        
        `incr`：自增1
        
        `decr`：与`incr`相反
        
        `incrby`：自增k
        
        `decrby`：与`incrby`相反
        
         *  
     *  查缺补漏
        
         *  `getset key newvalue`：设置新的value并返回旧的value，O(1)
         *  `append key value`：将value追加到旧的value，O(1)
         *  `strlen key`：返回字符串的长度（注意中文，每个中文占2个字节），O(1)
         *  `incrbyfloat key 1.1`：自增浮点数，自减时设置负值就ok
         *  `getrange key start end`：获取字符串指定下标的所有值
         *  `setrange key index value`：设置指定下标多有对应的值
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th>命令</th> 
       <th>复杂度</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td><code>set key value</code></td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td><code>get key</code></td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td><code>del key</code></td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td><code>setnx</code> or <code>setxx</code></td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td><code>incr</code> or <code>decr</code></td> 
       <td>O(1)</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td><code>mget</code> or <code>mset</code></td> 
       <td>O(n)</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>
 *  hash
    
     *  特点
        
         *  键值结构：key field value
     *  常用命令
        
         *  `hget key field`：获取hash key对应field的value，O(1)
         *  `hset key field`：设置hash key对应field的value，O(1)
         *  `hdel key field`：删除hash key对应field的value，O(1)
         *  `hexists key field`：判断hash key是否有field，O(1)
         *  `hlen key`：获取hash key field的数量
         *  `hmget key field1 field2 ...`：批量获取hash key的一批field对应的值，O(n)
         *  `hmset key1 field1 key2 field2...`：批量设置hash key的一批field value，O(n)
     *  查缺补漏
        
         *  `hsetnx key field value`：设置hash key对应field的value，如果field已经存在，则失败，O(1)
         *  `hincrby key field intCounter`：hash key对应的field的value自增intCounter，O(1)
         *  `hincrbyfloat key field floatCountry`：hincrby浮点数版，O(1)
 *  list
    
     *  特点
        
         *  有序
         *  可重复
         *  左右两边插入弹出
     *  常用命令
        
         *  `rpush key value1 value2...`：从列表右边插入值
         *  `lpush key value1 value2...`：从列表左边插入值
         *  `linsert key before|after value newValue`：在列表指定的值前|后插入值
         *  `lpop key`：从左边弹出元素
         *  `rpop key`：从右边弹出元素
         *  `lrem key count value` ：根据count的值，从列表中删除所有value相等的项，O(n)
            
            （1）count>0，从左到右，删除最多count个value相等的项
            
            （2）count<0，从右到左，删除最多count个value相等的项
            
            （3）count=0，删除所有value相等的项
         *  `ltrim key start end`：按照索引范围修建列表
         *  `lrange key start end`：获取列表指定索引范围所有item，包含end
         *  `lindex key index`：获取列表索引对应的value
         *  `llen key`：获取列表长度
         *  `lset key index newValue`：设置列表指定索引值为newValue
     *  查缺补漏
        
         *  `blpop key timeout`：lpop 阻塞版本，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为永远不阻塞，O(1)
         *  `brpop key timeout`：rpop阻塞版本，timeout是阻塞超时时间，timeout=0为永远不阻塞，O(1)
     *  Tips
        
         *  `LPUSH + LPOP = Stack`
         *  `LPUSH + RPOP = Queue`
         *  `LPUSH + LTRIM = Capped Collection`
         *  `LPUSH + BRPOP = Message Queue`
 *  set
    
     *  特点
        
         *  无序
         *  不重复
     *  常用命令
        
         *  `sadd key element`：向集合key添加element，如果element已经存在，则添加失败，O(1)
         *  `srem key element`：将集合key中的element移除掉，O(1)
         *  `scard user:1:follow`：计算集合大小
         *  `sismember user:1:follow it`：判断it是否在集合中
         *  `srandmember user:1:follow count`：从集合中随机挑count个元素，不会破坏集合
         *  `smembers`：取出集合中的所有元素，返回结果是无序的，小心使用，容易阻塞redis
         *  `spop user:1:follow`：从集合中随机弹出一个元素，会破坏集合
         *  `sdiff user:1:follow user:2:follow`：求两个集合的差集
         *  `sinter user:1:follow user:2:follow`：求两个集合的交集
         *  `sunion user:1:follow user:2:follow`：求两个集合的并集
         *  `sdiff|sinter|sunion + store destkey...`：将差集、交集、并集的结果保存在destkey中
 *  zset
    
     *  特点
        
         *  无重复元素
         *  有序
         *  score + element
     *  常用命令
        
         *  `zadd key score element`：添加score和element，可以是多对，O(logN)
         *  `zrem key element`：删除元素，O(1)
         *  `zscore key element`：获取score，O(1)
         *  `zincrby key increScore element`：增加或减少元素的score
         *  `zcard key`：返回元素总个数，O(1)
         *  `zrange key start end [WITHSCORES]`：返回指定索引范围内的升序元素\[分值\]，O(logN+m)
         *  `zrangebyscore key minScore maxScore [WITHSCORES]`：返回指定分数范围内的升序元素\[分值\]，O(logN+m)
         *  `zcount key minScore maxScore`：返回有序集合内在指定分数范围内的个数，O(logN+m)
         *  `zremrangebyrank key start end`：删除置顶排名的升序元素，O(logN+m)
         *  `zremrangebyscore key minScore maxScore`：删除置顶分数内的升序元素，O(logN+m)
     *  查缺补漏
        
         *  `zrevrank`：zrank的倒序
         *  `zrevrange`：zrange的倒序
         *  `zrevrangebyscore`：zrangebyscore的倒序
         *  `zinterstore`：有序集合的交集
         *  `zunionstore`：有序集合的并集
 *  记录网站访问量
    
    `incr userid:pageview`
    
    `hincrby user:1:info pageview count`

### 单线程架构 ###

redis是单线程架构，命令是串行的，上一个命令执行完了才会执行下一条命令。

*  单线程为什么这么快？
    
    1.纯内存：内存的响应速度快（主要原因）
    
    2.非阻塞IO
    
    3.避免前程切换和竟态消耗

#### 单线程 ####

*  拒绝长命令，如：keys，flushall，flushdb，slow lua script，multi/exec，operate big value
 *  redis其实不是完全单线程
    
     *  fysnc file descriptor
     *  close file descriptor