Redis 基础数据结构

Redis 使用场景：

1. 关系型数据库的缓存存在
2. 可以做任务队列
3. 大量数据运算
4. 排行榜
   Redis非常擅长做大量数据的排行榜

使用 Docker 安装 Redis

1. 拉取 Redis 镜像

   docker pull redis:5.0.3

2. 创建并启动 Redis 容器
   [– requirepass 设置密码，如下设置的此容器中 Redis 密码为 “root” ]

   docker run -d --name redis -p 6379:6379 \
   -v $PWD/conf/redis.conf:/redis.conf \
   -v $PWD/data:/data redis:5.0.3 \
   redis-server --appendonly yes \
   --requirepass "root"

3. 使用 Redis 客户端连接容器内的 Redis 实例
   

Redis 可执行文件介绍

在 ../redis/bin 下有几个可执行文件

redis-benchmark		----性能测试工具
redis-check-aof		----AOF文件修复工具
redis-check-dump	----RDB文件检查工具（快照持久化文件）
redis-cli			----命令行客户端
redis-server		----redis服务器启动命令

Redis 命令大全

redis命令大全：redis命令参考

Redis 基础数据结构

Redis 有 5 种基础数据结构，分别为：string (字符串)、list (列表)、set (集合)、hash (哈希) 和 zset (有序集合)。

Redis 所有的数据结构都是以唯一的 key 字符串作为名称，然后通过这个唯一 key 值来获取相应的 value 数据。不同类型的数据结构的差异就在于 value 的结构不一样。

string（字符串）

字符串 string 是 Redis 最简单的数据结构。

Redis 的字符串是动态字符串，是可以修改的字符串。内部结构实现上类似于 Java 的 ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。当字符串长度小于 1M 时，扩容都是加倍现有的空间，如果超过 1M，扩容时一次只会多扩 1M 的空间。需要注意的是字符串最大长度为 512M。

字符串结构使用非常广泛，一个常见的用途就是缓存用户信息。我们将用户信息结构体使用 JSON 序列化成字符串，然后将序列化后的字符串塞进 Redis 来缓存。同样，取用户信息会经过一次反序列化的过程。

list（列表）

Redis 的列表相当于 Java 语言里面的 LinkedList，注意它是链表而不是数组。这意味着 list 的插入和删除操作非常快，时间复杂度为 O(1)，但是索引定位很慢，时间复杂度为 O(n)。

当列表弹出了最后一个元素之后，该数据结构自动被删除，内存被回收。

Redis 的列表结构常用来做异步队列使用。将需要延后处理的任务结构体序列化成字符串塞进 Redis 的列表，另一个线程从这个列表中轮询数据进行处理

hash（字典）

Redis 的字典相当于 Java 语言里面的 HashMap，它是无序字典。内部实现结构上同 Java 的 HashMap 也是一致的，同样的数组 + 链表二维结构。第一维 hash 的数组位置碰撞时，就会将碰撞的元素使用链表串接起来。不同的是，Redis 的字典的值只能是字符串，另外它们 rehash 的方式不一样，因为 Java 的 HashMap 在字典很大时，rehash 是个耗时的操作，需要一次性全部 rehash。Redis 为了高性能，不能堵塞服务，所以采用了渐进式 rehash 策略。

渐进式 rehash 会在 rehash 的同时，保留新旧两个 hash 结构，查询时会同时查询两个 hash 结构，然后在后续的定时任务中以及 hash 的子指令中，循序渐进地将旧 hash 的内容一点点迁移到新的 hash 结构中。

当 hash 移除了最后一个元素之后，该数据结构自动被删除，内存被回收。
同字符串一样，hash 结构中的单个子 key 也可以进行计数，它对应的指令是 hincrby，和 incr 使用基本一样。

hash 结构也可以用来存储用户信息，不同于字符串一次性需要全部序列化整个对象，hash 可以对用户结构中的每个字段单独存储。这样当我们需要获取用户信息时可以进行部分获取。而以整个字符串的形式去保存用户信息的话就只能一次性全部读取，这样就会比较浪费网络流量。hash 也有缺点，hash 结构的存储消耗要高于单个字符串，到底该使用 hash 还是字符串，需要根据实际情况再三权衡。

set（集合）

Redis 的集合相当于 Java 语言里面的 HashSet，它内部的键值对是无序的唯一的。它的内部实现相当于一个特殊的字典，字典中所有的 value 都是一个值 NULL。

当集合中最后一个元素移除之后，数据结构自动删除，内存被回收。

set 结构可以用来存储活动中奖的用户 ID，因为有去重功能，可以保证同一个用户不会中奖两次。

zset （有序列表）

zset 可能是 Redis 提供的最为特色的数据结构。它类似于 Java 的 SortedSet 和 HashMap 的结合体，一方面它是一个 set，保证了内部 value 的唯一性，另一方面它可以给每个 value 赋予一个 score，代表这个 value 的排序权重。它的内部实现用的是一种叫着「跳跃列表」的数据结构。

zset 中最后一个 value 被移除后，数据结构自动删除，内存被回收。

zset 可以用来存粉丝列表，value 值是粉丝的用户 ID，score 是关注时间。我们可以对粉丝列表按关注时间进行排序。

容器型数据结构的通用规则

list/hash/set/zset 这四种数据结构是容器型数据结构，他们共享一下两条规则：

1. create if not exists
   如果容器不存在，那就创建一个再进行操作。比如 rpush 操作刚开始没有列表，此时 redis 就会自动创建一个，然后再 rpush 进去。

2. drop if not elements
   如果容器内没有元素了，那么立即删除元素，释放内存。

过期时间

1. Redis 所有的数据结构都可以设置过期时间，时间到了，Redis 会删除相应的对象【过期是以对象为单位的，不是以容器内的某个元素为单位的】。

2. 如果一个字符串【容器型的过期时间不受影响】已经设置了过期时间，然后调用了 set 方法修改了它，它的过期时间会消失。

字符串型

127.0.0.1:6379> set s s1
OK
127.0.0.1:6379> expire s 600
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl s
(integer) 596
127.0.0.1:6379> set s s2
OK
127.0.0.1:6379> ttl s
(integer) -1

容器型

127.0.0.1:6379> hset h1 f1 v1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> expire h1 600
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl h1
(integer) 598
127.0.0.1:6379> hset h1 f2 v2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl h1
(integer) 589
127.0.0.1:6379>

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