Redis数据结构之string类型和list类型

一、string类型和结构

1.介绍

        String是redis最基础和最常用的数据结构,其值最大能存储 512MB,可以是简单字符串、复杂的xml/json的字符串、二进制图像或者音频的字符串、以及可以是数字的字符串。String底层使用的是SDS,是Redis的一种基本数据结构,主要是用于存储字符串和整数。

2. 常用命令

    2.1  set命令  set key value

        用于设置给定key的值,如果key存储了其他值,覆盖写入,无视类型。

    2.2 get命令 get key

        获取指定key的值,如果key不存在返回nil

    2.3 getset命令 get key [value]

        该命令用于获取指定的key的旧值,然后按照新值对key进行赋值。当key中没有旧值的时候返回nil。

    2.4 mget命令 get key1 [key2 keyN]

        返回多个key的值,某个key不存在时返回nil

    2.5 decr命令 decr key

        对key对应的数字做减1操作。如果key不存在,那么在操作之前,这个key对应的值会被置为0。如果key有一个错误类型的value或者是一个不能表示成数字的字符串,就返回错误。

    2.6 incr命令 incr key

        对key对应的数字做减1操作。如果key不存在,那么在操作之前,这个key对应的值会被置为0。如果key有一个错误类型的value或者是一个不能表示成数字的字符串,就返回错误。

    2.7 append命令 append key value

    如果 key 已经存在,并且值为字符串,那么这个命令会把 value 追加到原来值(value)的结尾。 如果 key 不存在,那么它将首先创建一个空字符串的key,再执行追加操作,这种情况 APPEND 将类似于 SET 操作。返回append后字符串值(value)的长度。

3. string简单字符结构

    3.1 SDS动态字符串

        struct sdshdr {

            unsigned int len;

            unsigned int free;

            char buf[];

        }

        其中,buf表示数据空间,用于存储字符串;len表示buf中已占用的字节数;free表示空闲的字节数。

    3.2 新的SDS结构

        增加了一个flags来标识类型,用一个字节(8位)来存储,前3位表示字符串的类型;剩余5位,存储长度小于32的段字符串。

        创建 SDS 的大致流程是这样的:首先根据字符串长度计算得到 type,根据 type 计算头部所需长度,然后动态分配内存空间。

        注意:① 创建空字符串时,SDS_TYPE_5 被强制转换为 SDS_TYPE_8(原因是创建空字符串后,内容可能会频繁更新而引发扩容操作,故直接创建为 sdshdr8)

                    ②长度计算有 +1 操作,因为结束符 \0 会占用一个长度的空间。

                    ③返回的是指向 buf 的指针 s。

4.应用场景

    4.1 session共享

    4.2 计数器(商品浏览记录)

     4.3 访问限速

二、list数据结构

1. 介绍

    list类型用来存储多个有序的字符串,列表当中的每一个字符看做一个元素,一个列表当中可以存储有一个或者多个元素,redis的list支持存储2^32次方-1个元素。

    Redis可以从两端push和pop元素,支持读取指定范围或者制定下表的元素。list是一种灵活的链式结构,可以充当队列或者栈的角色。

    list的元素是有序的,且列表内的元素是可以重复的。

    注意:Redis3.2以前,列表底层的编码是ziplist(压缩列表)和linkedlist(双向列表)实现的,因为双线列表占用的内存比压缩列表多,所以当创建新的列表键时,列表会优先考虑用压缩列表,只有在需要的时候才会转换到双向列表实现。3.2以后重新引入了一个quicklist,列表底层都是有quicklist实现,quicklist是一个由ziplist组成的双向列表,每个节点使用ziplist来存储数据。

2.常用命令

       2.1 Lpush命令 lpush key value

        将一个或多个值插入到列表头部。 如果 key 不存在,则创建list,然后再插入数据操作。 当 key 存在但不是列表类型时,返回一个错误。

    2.2 Rpush命令 rpush key value

        将一个或多个值从list的尾部插入

    2.3 Blpop命令 blpop key seconds

        Blpop是取出列表的第一个元素,如果list中没有元素则会一直等到到超时,或者发现有数据为止,seconds是指定多少秒返回。如没有数据,则返回nil。

        同理,Bropo为移除list列表的最后一个元素

    2.4 Linsert命令 linsert key before/after val1 val2

        在list列表的某一个元素前或者后插入另外一个元素。当指的的元素不存在时,不执行任何动作。如果列表不存在时,视为空列表,不执行任何动作。

    2.5 Lindex命令 lindex key index

        通过链表的下标获取列表中的元素,可以是-1表示链表最后一个元素,-2代表倒数第二个元素,没有返回nil

    2.6 Llen命令 llen key

        返回list的长度,如果list不存在,返回0

    2.7 Lrange命令

        返回指定list区间内的元素,区间以偏移量start和end决定。其中 0 表示列表的第一个元素, 1 表示列表的第二个元素,以此类推。 也可以使用负数下标,以 -1 表示列表的最后一个元素, -2 表示列表的倒数第二个元素,以此类推。

5. list类型常用场景

    5.1 队列秒杀抢购

        list类型的lpop和rpush(或者反过来,lpush和rpop)能实现队列的功能,故而可以用Redis的list类型实现简单的点对点的消息队列。不过不推荐在实战中这么使用,因为现在已经有Kafka、NSQ、RabbitMQ等成熟的消息队列了,它们的功能已经很完善了,除非是为了更深入地理解消息队列,不然没必要去重复造轮子。

    5.2 排行榜

        list类型的lrange命令可以分页查看队列中的数据。可将每隔一段时间计算一次的排行榜存储在list类型中。只有定时计算的排行榜才适合使用list类型存储,与定时计算的排行榜相对应的是实时计算的排行榜,list类型不能支持实时计算的排行榜。

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