後端開發應該掌握的Redis基礎

張君鴻發表於2019-06-18

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在上一篇文章中,我們簡單地講了一下Redis的應用場景、安裝、如何連線等比較基礎的知識,那麼在這篇文章,我們就再接再勵,繼續Redis基礎知識的學習吧。

在這篇文章中,我們來講一講Redis的資料結構和通用命令。

Redis的資料結構

Redis支援多種不同的資料結構,包括5種基礎資料結構和幾種比較複雜的資料,這些資料結構可以滿足不同的應用場景。

五種基礎資料結構

  1. String:字串,是構建其他資料結構的基礎

  2. Hash:雜湊列表

  3. List:列表

  4. Set:集合,在雜湊列表的基礎上實現

  5. Sort Set:有序集合

複雜的資料結構

  1. Bitmaps:點陣圖,在string的基礎上進行位操作,可以實現節省空間的資料結構。

  2. Hyperloglog:用於估計一個 set 中元素數量的概率性的資料結構。

  3. Geo: geospatial,地理空間索引半徑查詢。

  4. BloomFilter:布隆過濾器。

不同資料結構的相同之處

從上面的介紹,我們看到支援的資料結構的不同,但其實,Redis的每一種資料結構都由一個keyvalue組成,可以抽象為:

後端開發應該掌握的Redis基礎
Redis資料結構組成

而所有資料結構的key的值都是任意合法的字串,不同的資料結構的區別就在於value儲存的值的不同而不同。

比如,最簡簡單的String資料結構,其value為String,所以String可以表示為:

後端開發應該掌握的Redis基礎

而Hash資料結構,其value為一個雜湊列表,所以Hash可以表示為:

後端開發應該掌握的Redis基礎

這裡就列出String和Hash來講解說明,關於更多資料結構的內部結構及詳細操作,我們在之後的文章在再談談吧。

Redis的通用命令

Redis官網將Redis的命令按照功能劃分為15個主題分組,其中,Kyes主題的命令對所有的資料結構都通用,因此,有必要在瞭解其他資料結構命令前好好學習一下。

keys

keys命令的作用是列出Redis所有的key,該命令的時間複雜度為O(N)N隨著Rediskey的數量增加而增加,因此Redis有大量的key,keys命令會執行很長時間,而由於Redis是單執行緒,某個命令耗費過長時間,則會導致後面的的所有請求無法得到響應,因此,千萬不要在生產伺服器上使用keys命令。

# key命令,時間複雜度為O(n)
keys pattern #pattern可為一個包含匹配模式的字串,可以包含*,+,?,[a-z]等模式。
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示例

> mset hello_test1 one hello_test2 two helloa a hellob b
> keys hello*
1) "hello_test1"
2) "hello_test2"
3) "helloa"
4) "hellob"
> keys heelo?
1) "helloa"
2) "hellob"
> keys hello[a-z]
1) "helloa"
2) "hellob"
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exists

exists命令用於判斷一個或多個key是否存在,判斷多個key時,key之間用空格分隔,exists的返回值為整數,表示當前判斷有多少個key是存在的。

# exists命令,時間複雜度O(1)
exists key [key ...]
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示例

> set test1 t1
> exists test1 test2 
(integer) 1 #只有一個key存在
> exists test3 test3
(integer) 0 #key都不存在
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del

del命令用於刪除一個或多個key,多個key之間用空格分隔,其返回值為整數,表示成功刪除了多少個存在的key,因此,如果只刪除一個key,則可以從返回值中判斷是否成功,如果刪除多個key,則只能得到刪除成功的數量。

# del命令,時間複雜度O(n)
del key [key ...]
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示例

> set test t
> del test
(integer) 1
> mset test1 2 test2 1
> del test1 test2 test3
(integer) 2 # 返回2,表示成功刪除兩個
#再次刪除,返回0,因為刪除成功個數為0
> del test1 test2 test3
(integer) 0
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expire,pexpire

expire設定key在多少秒之後過期,pexpire設定key在多少毫秒之後過期,成功返回1,失敗返回0。

# expire命令,時間複雜度為O(1)
expire key seconds

# pexpire命令,時間複雜度為O(1)
pexpire key milliseconds
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示例

> mset test test_value test1 test1_value
> expire test 10 #設定10秒後過期
(integer) 1
> pexpire test1_value 10000 #設定10000毫秒(10s)後過期
(integer) 1
> expire ttt 100
(integer) 0 # 不存在的key,設定失敗,返回0 
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ttl,pttl

ttl和pttl命令用於獲取key的過期時間,其返回值為整型,代表的意義分為幾種情況:

  1. 當key不存在或過期時間,返回-2。
  2. 當key存在且永久有效時,返回-1。
  3. 當key有設定過期時間時,返回為剩下的秒數(pttl為毫秒數)
# ttl命令,時間複雜度O(1)
ttl key

# pttl命令,時間複雜度O(1)
pttl key
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示例(ttl的演示,pttl類似)

> set test test
> expire test 100
> ttl test
(integer) 98#返回剩下的秒數
> set test1 #永久有效
> ttl test1
(integer) -1
> ttl test2
(integer) -2#不存在或過期
#100秒後
> ttl test # test已過期
(integer) -2
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expireat,pexpireat

設定key在某個時間戳過期,expreat引數時間戳用秒錶示,而pexpireat則用毫秒錶示,與expire和pexpire功能類似,返回1表示成功,0表示失敗。

#expireat命令,時間複雜度為O(1)
expireat key timestamp

#pexpireat命令,時間複雜度為O(1)
pexpireat key milliseconds-timestamp
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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的毫秒錶示
(integer) 1
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persist

移除key的過期時間,將key設定為永久有效,當key設定了過期時間,使用persist命令移除後返回1,如果key不存在或本身就是永久有效的,則返回0。

# persist命令,時間複雜度O(1)
persist key
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示例

> set test test
> ttl test
(integer) -1 # 表示永久有效
> persist test
(integer) 0 # 對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
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type

判斷key是什麼型別的資料結構,返回值為string,list,set,hash,zset,分別表示我們前面介紹的Redis的5種基礎資料結構。

geo,hyperloglog,bitmaps等複雜的資料結構,都是在這五種基礎資料結構上實現,比如geo是zset型別,hyperloglog和bitmaps都為string。

# type命令,時間複雜度O(1)
type key
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示例

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

上面介紹的是Redis中最常用的通用命令,雖然簡單,但還是非常有必要掌握其用法和使用方面要注意的事項,其實,對於普通開發人員來說,很多時候,也只是使用這些基礎通用的命令來操作Redis而已。


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