Redis的数据结构及用法
本文最后更新于 2025年2月10日
未完待续
引言
Redis的数据结构指的是Value的数据结构类型,Key都是字符串。
以往版本常用的数据结构有String、List、Hash、Set、ZSet,Redis进化过程中又陆陆续续推出了GEO、HyperLogLog、Bitmap、Bitfleid、Stream这几种更加高级的数据结构,截止到目前的7.x版本,Redis共有10大数据结构。
Redis官网的介绍:https://redis.io/commands
1.String 字符串
- String是最常用的数据类型,一个key对应一个value。
- String是二进制安全的,可以包含任何数据(例如图片和序列化对象),支持序列化。
- 单个Value最大512MB。
127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK
127.0.0.1:6379> get k1
"v1"
2.List 列表
- List是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。
- 支持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端链表。
- 最多可以包含2³²-1个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。
3.Hash 哈希表
- Hash是一个String类型的field(字段)和value(值)的映射表,Hash特别适合用于存储对象。
- 每个Hash可以存储2³²-1键值对 (40多亿)。
4.Set 集合
- 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,集合对象的编码可以是intset或者hashtable。
- Set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)。
- Set中最大的成员数为2³²-1 (4294967295,每个集合可存储40多亿个成员)。
5.ZSet(SortedSet) 有序集合
- ZSet和Set一样也是String类型元素的集合,且不允许重复的成员,不同的是ZSet每个元素都会关联一个double类型的分数,Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
- ZSet的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
- ZSet集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,査找的复杂度都是O(1)。
- ZSet集合中最大的成员数为2³²-1。
6.GEO 地理空间
GEO主要用于存储地理位置信息,并对存储的信息进行操作,包括
- 添加地理位置的坐标
- 获取地理位置的坐标
- 计算两个位置之间的距离
- 根据用户给定的经纬度坐标来获取指定范围内的地理位置集合
7.HyperLogLog 基数统计
HyperLogLog是用来做基数统计的算法,HyperLogLog的优点是,在输入元素的数量或者体积非常非常大时,计算基数所需的空间总是固定且是很小的。
在Redis里面,每个HyperLogLog键只需要花费12KB内存,就可以计算接近2⁶⁴个不同元素的基数,这和计算基数时,元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。
但是,因为HyperLogLog只会根据输入元素来计算基数,而不会储存输入元素本身,所以HyperLogLog不能像集合那样,返回输入的各个元素。
8.Bitmap 位图
由0和1状态表现的二进制位的bit数组(数组里每个元素只能是0或1)。
9.Bitfleid 位域
通过bitfield命令可以一次性操作多个比特位域(指的是连续的多个比特位),它会执行一系列操作并返回一个响应数组,这个数组中的元素对应参数列表中的相应操作的执行结果。
说白了就是通过bitfield命令我们可以一次性对多个比特位域进行操作。
10.Stream 流
Redis Stream是Redis 5.0版本新增加的数据结构。
Redis Stream主要用于消息队列(MQ,Message Queue),Redis本身是有一个Redis发布订阅(pub/sub)来实现消息队列的功能,但它有个缺点就是消息无法持久化,如果出现网络断开、Redis宕机等,消息就会被丢弃,简单来说发布订阅(pub/sub)可以分发消息,但无法记录历史消息。
而Redis Stream提供了消息的持久化和主备复制功能,可以让任何客户端访问任何时刻的数据,并且能记住每一个客户端的访问位置,还能保证消息不丢失。