Redis深度解析：核心数据类型与键操作全攻略

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前言

    Redis，作为一款高性能的键值对数据库，凭借其出色的性能和丰富的数据类型，在缓存、消息队列、计数器等多种场景中发挥着重要作用。它支持多种数据类型，包括字符串（string）、哈希（hash）、列表（list）、集合（set）以及有序集合（zset），每种数据类型都有其独特的使用场景和优势。

    在这篇博客中，我们将深入探讨Redis中的这五种核心数据类型，详细解析每种数据类型的特性、使用场景以及操作方法。同时，我们也将介绍对Redis键（key）的各种操作方法及样例，以更好地理解和应用Redis。

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redis官网：https://redis.io/
Redis 数据类型 | 菜鸟教程：https://www.runoob.com/redis/redis-data-types.html

redis数据类型

string

1. 设置单个字符串数据

set 设置的数据没有额外操作时，是不会过期的。
语法：set key value

例如：设置键为name值为xiaoming的数据，如果name存在，则表示修改name的值，如果name不存在，则表示添加一个key为name，value为"xiaoming"。

set name xiaoming
1

2.设置多个字符串类型的数据

语法：mset key1 value1 key2 value2 ...

例如：设置键为a1值为python、键为a2值为java、键为a3值为c

mset a1 python a2 java a3 c
1

3.字符串拼接值

append的key如果不存在，则相当于set添加了一个字符串数据。
语法：append key value

例如：向键为a1中拼接值haha

append title "我的"
append title "redis"
append title "学习之路"
1
2
3

4.根据键获取字符串的值

根据键获取值，如果不存在此键则返回nil，相当于python的None
语法：get key

例如：获取键name的值

get name
1

5.根据多个键获取多个值

语法：mget key1 key2 ...

例如：获取键a1、a2、a3的值

mget a1 a2 a3
1

6.自增自减

set num 1
incr num   # 相当于num+=1
get num    # 2
incr num   # 相当于num+=1
get num    # 3

set goods:10 100
decr goods:10  # 相当于 goods:10-=1
get goods:10    # 99
decr goods:10   # 相当于goods:10-=-1
get goods:10    # 98

1
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7.获取字符串的长度

set name xiaoming
strlen name  # 8 
1
2

8.比特流操作

使用场景：签到记录、布隆过滤器(防止缓存击穿的一种防范手段)、打卡记录、心跳检测。

# 假设做一个签到功能，记录用户一年内的所有签到次数。
# 签到，id为1的用户2022年第7天签到
setbit user:1:checkin:2022 7 1   
# 00000001

# 查询，用户1在2022年第7天是否上班
getbit user:1:checkin:2022 7
# 1

# 查询，用户1在2022年第3天是否上班
getbit user:1:checkin:2022 3
# 0

# 补签，用户1在2022年第4天补签
setbit user:1:checkin:2022  4 1
# 00001001

# 签到，用户1在2022年第15天签到
setbit user:1:checkin:2022 15 1
# 0000100100000001

# 统计，用户1在2022年一共签到了多少天
bitcount user:1:checkin:2022
# 3

# 查询，首次签到是什么时候
bitpos user:1:checkin:2022 1
# 4
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key操作

    redis中所有的数据都是通过key（键）来进行操作，这里是一些关于任何数据类型都通用的命令。

a.查找键

参数支持简单的正则表达式：keys pattern
查看所有键：keys *

例如：

# 查看名称中包含`e`的键
keys *e*
# 查看以n开头的键
keys n*
# 查看以数字结尾的键
keys *[1-9]
# 查看2022年所有用户的签到记录的key列表
keys user:*:checkin:2022
1
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6
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8

b.设置键值的过期时间

redis中可以对一切的数据进行设置有效期，不仅是string，还包括其他的四种数据类型。
语法：setex key seconds value

例如：设置键为name值为xiaoming过期时间为20秒的数据

setex name 20 xiaoming
1

c.查看键的有效期

语法：ttl key

• 结果是秒作为单位的整数
• -1 表示永不过期
• -2 表示当前数据已经过期，查看一个不存在的数据的有效期就是-2

d.设置key的有效期

给已有的数据重新设置有效期，redis中所有的数据都可以通过expire来设置它的有效期。
语法：expire key seconds

例如：设置一个hash数据的有效期为30秒

hset person:1 name xiaoming age 17
expire person:1  30

ttl person:1
# 30
1
2
3
4
5

e.判断键是否存在

• 在redis中如果key没有被设置或者过期了，则key不存在。
• 可以使用exists key来判断，如果存在返回1，不存在返回0

例如：判断键title是否存在

exists title
1

f.查看键的数据类型

语法：type key

• none 空，当前数据不存在
• string 字符串
• hash 哈希类型
• list 列表类型
• set 无序集合
• zset 有序集合

g.查看键的值数据类型

set name xiaoming
type name
# string

sadd member_list xiaoming xiaohong xiaobai
# (integer) 3
type member_list
# set

hset user_1 name xiaobai age 17 sex 1
# (integer) 3
type user_1
# hash

lpush brothers zhangfei guangyu liubei xiaohei
# (integer) 4
type brothers
# list

zadd achievements 61 xiaoming 62 xiaohong 83 xiaobai  78 xiaohei 87 xiaohui 99 xiaolong
# (integer) 6
type achievements
# zset
1
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h.key重命名

改变key的名称，但是不会修改值。
语法：rename 旧的key 新的key

例如：把name重命名为username

set name xioaming
rename name username
get username
1
2
3

i.删除键以及键对应的值

删除key表示可以删除任意类型的数据。
语法：del key

# 删除一个key
del name

# 删除多个key
del title num
1
2
3
4
5

j.清空所有key

慎用，一旦执行，则redis所有数据库0~15的全部key都会被清除
语法：flushall

k.select切换数据库

redis的配置文件中，默认有0~15之间的16个数据库，默认操作的就是0号数据库
语法：select <数据库ID>

# 默认处于0号库
127.0.0.1:6379> select 1
OK
# 这是在1号库
127.0.0.1:6379[1]> set name xiaoming
OK
127.0.0.1:6379[1]> select 2
OK
# 这是在2号库
127.0.0.1:6379[2]> set name xiaohei
OK
1
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hash

1.设置指定键的单个属性

语法：hset key field value

例如：设置键 user:1的属性name为xiaoming

127.0.0.1:6379> hset user:1 name xiaoming   # user:1 没有的key会自动创建，并因为使用hset，所以是一个hash数据类型
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user:1 name xiaohong  # user:1中重复的属性name会被修改，返回值为0，是因为没有新增属性。
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hset user:1 age 16    # user:1中没有的属性会被新增
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user:1 sex 1 classmate 301   # hset可以一次性增加多个成员。
# 注意：在redis旧版本中，设置多成员可以使用hmset，新版本没有hmset
(integer) 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9

2.获取指定键的域/属性的值

获取hash的所有成员
语法：hgetall key

例如：获取user:3的所有成员

127.0.0.1:6379> hgetall user:3
1) "name"
2) "xiaohong"
3) "age"
4) "17"
5) "sex"
6) "1"
1
2
3
4
5
6
7

例如：获取指定键所有的域/属性

hkeys key
1

例如：获取键user的所有域/属性

127.0.0.1:6379> hkeys user:1
1) "name"
2) "age"
3) "sex"
4) "classmate"

127.0.0.1:6379> hkeys user:3
1) "name"
2) "age"
3) "sex"

1
2
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3.删除指定键的域/属性

语法：hdel key field1 field2 ...

例如：删除键user:1的属性classmate/age，当键中的hash数据没有任何属性，则当前键会被redis删除

127.0.0.1:6379> hdel user:1 classmate age
(integer) 2
1
2

4.判断指定属性/域是否存在于当前hash中

语法：hexists key field

例如：判断user:3中是否存在age属性或classmate属性

127.0.0.1:6379> hexists user:3 age
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hexists user:3 classmate
(integer) 0
1
2
3
4

5.属性值自增自减

语法：hincrby key field number

例如：给user:3的age属性在age现有值的基础上-2

# 按指定数值自增
127.0.0.1:6379> hincrby user:3 age 2
(integer) 19
127.0.0.1:6379> hincrby user:3 age 2
(integer) 21

# 按指定数值自减
127.0.0.1:6379> hincrby user:3 age -2
(integer) 19
127.0.0.1:6379> hincrby user:3 age -2
(integer) 17
1
2
3
4
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6
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8
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10
11

6.获取hash的成员数量

语法：hlen key

例如：获取hash的成员数量

127.0.0.1:6379> hlen user:3
(integer) 3
1
2

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list

    列表，有顺序的数据结构，其子成员类型为string，可以是重复的成员。

1.添加子成员

• 在左侧(上方，前面)添加一条或多条数据
  • lpush key value1 value2 ...
• 在右侧(上方，后面)添加一条或多条数据
  • rpush key value1 value2 ...
• 指定元素的左边(前免，上方)/右边（后面，下方）插入一个或多个数据
  • linsert key before 指定元素 value1 value2 ....
  • linsert key after 指定元素 value1 value2 ....

例如：从键为team:1的列表左侧添加一个或多个数据xiaoming、xiaohong、xiaohei、xiaobai

# brother这个key如果不存在，则表示新建列表
lpush team:1 xiaoming
(integer) 1

# 如果brother这个key存在了，则表示给已有列表左侧添加成员
127.0.0.1:6379> lpush team:1 xiaohong
(integer) 2

# lpush还支持一次性左侧添加多个成员
127.0.0.1:6379> lpush team:1 xiaohei xiaobai
(integer) 4
1
2
3
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2.设置指定索引位置成员的值

• redis的列表也有索引，从左往右，从0开始，逐一递增，第1个元素下标为0，索引可以是负数，表示尾部开始计数，如-1表示最后1个元素。
• lset key index value

例如：修改键为team:1的列表中下标为5的元素值为xiaocao2

lset team:1 5 xiaocao2
1

3.删除指定成员

语法：lrem key count value

• count表示删除的数量，value表示要删除的成员。该命令默认表示将列表从左侧前count个value的元素移除
• count==0，表示删除列表所有值为value的成员
• count >0，表示删除列表左侧开始的前count个value成员
• count <0，表示删除列表右侧开始的前count个value成员

127.0.0.1:6379> rpush team:3 xiaoA xiaoB xiaoA xiaoC xiaoA xiaoB
(integer) 6

127.0.0.1:6379> lrem team:3 2 xiaoA
(integer) 2
# 从左侧开始删除2个xiaoA
127.0.0.1:6379> lrange team:3 0 -1
1) "xiaoB"
2) "xiaoC"
3) "xiaoA"
4) "xiaoB"


127.0.0.1:6379> del team:3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush team:3 xiaoA xiaoB xiaoA xiaoC xiaoA xiaoB
(integer) 6
# 从右侧开始删除2个xiaoA
127.0.0.1:6379> lrem team:3 -2 xiaoA
(integer) 2
127.0.0.1:6379> lrange team:3 0 -1
1) "xiaoA"
2) "xiaoB"
3) "xiaoC"
4) "xiaoB"

# 删除所有xiaoA
127.0.0.1:6379> del team:3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> rpush team:3 xiaoA xiaoB xiaoA xiaoC xiaoA xiaoB
(integer) 6
127.0.0.1:6379> lrem team:3 0 xiaoA
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lrange team:3 0 -1
1) "xiaoB"
2) "xiaoC"
3) "xiaoB"
1
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4.获取列表成员

根据指定的索引获取成员的值
语法：lindex key index

例如：获取team:1下标为2以及-2的成员

127.0.0.1:6379> lindex team:1 2
"xiaocao"

127.0.0.1:6379> lindex team:1 -2
"xiaohong"
1
2
3
4
5

5.获取列表的切片

闭区间 (start, stop)
语法：lrange key start stop

# 获取列表的前三个成员
127.0.0.1:6379> lrange team:1 0 2
1) "xiaobai"
2) "xiaoshu"
3) "xiaocao"

# 获取下标为2-4之间的成员
127.0.0.1:6379> lrange team:1 2 4
1) "xiaocao"
2) "xiaohua"
3) "xiaohei"

# 获取列表尾部的三个成员
127.0.0.1:6379> lrange team:1 -3 -1
1) "xiaolan"
2) "xiaohong"
3) "xiaoming"

# 注意，redis的列表切片取值方向是从左往右的。
127.0.0.1:6379> lrange team:1 -1 -3
(empty array)


# 获取列表的全部成员
127.0.0.1:6379> lrange team:1 0 -1
 1) "xiaobai"
 2) "xiaoshu"
 3) "xiaocao"
 4) "xiaohua"
 5) "xiaohei"
 6) "xiaocao2"
 7) "xiaohua"
 8) "xiaolan"
 9) "xiaohong"
10) "xiaoming"

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36

6.获取列表的长度

语法：llen key

例如：获取brother列表的成员个数

127.0.0.1:6379> llen team:1
(integer) 10
1
2

---

set

    无序集合，特点就是去重和无序。成员也只能是string。

1.添加元素

语法：sadd key member1 member2 ...

例如：向键authors的集合中添加元素zhangsan、lisi、wangwu

sadd authors zhangsan sili wangwu
1

2.获取集合的所有成员

语法：smembers key

例如：获取键authors的集合中所有元素

smembers authors
1

3.获取集合的长度

语法：scard keys

例如：获取authors集合的长度

127.0.0.1:6379> scard authors
(integer) 3

1
2
3

4.随机获取一个或多个成员

当集成的所有成员都被删除或提取出来，则key会自动被redis回收。
spop key [count=1]

• count为可选参数，不填则默认1个。被提取成员会从集合中被删除掉

例如：随机获取authors集合的1个或多个成员

127.0.0.1:6379> sadd authors zhangsan sili wangwu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> spop authors
"sili"
127.0.0.1:6379> spop authors
"wangwu"
127.0.0.1:6379> spop authors
"zhangsan"

127.0.0.1:6379> sadd authors zhangsan sili wangwu
(integer) 3
127.0.0.1:6379> spop authors 2
1) "sili"
2) "zhangsan"
127.0.0.1:6379> spop authors 2
1) "wangwu"
127.0.0.1:6379> spop authors 2
(empty array)

1
2
3
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19

5.删除指定元素

语法：srem key value

例如：删除键authors的集合中元素wangwu

srem authors wangwu
1

6.交集、差集和并集

• 交集，比较多个集合中共同存在的成员
  • sinter key1 key2 key3 ....
• 差集，比较多个集合中不同的成员，我有你（们）没有的
  • sdiff key1 key2 key3 ....
• 并集，合并所有集合的成员，并去重
  • sunion key1 key2 key3 ....

例如：商城的购物推荐，根据用户的购买的商品的相似度来进行推荐

# 基本数据
# user:1 = {1,2,3,4}
sadd user:1 1 2 3 4
# user:2 = {1,3,4,5}
sadd user:2 1 3 4 5
# user:3 = {1,3,5,6}
sadd user:3 1 3 5 6
# user:4 = {2,3,4}
sadd user:4 2 3 4

# 交集
127.0.0.1:6379> sinter user:1 user:2
1) "1"
2) "3"
3) "4"
127.0.0.1:6379> sinter user:1 user:3
1) "1"
2) "3"
127.0.0.1:6379> sinter user:1 user:4
1) "2"
2) "3"
3) "4"

127.0.0.1:6379> sinter user:2 user:4
1) "3"
2) "4"

# 并集
127.0.0.1:6379> sunion user:1 user:2 user:4
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"

# 差集
127.0.0.1:6379> sdiff user:2 user:3
1) "4"  # 此时可以给user:3推荐4

127.0.0.1:6379> sdiff user:3 user:2
1) "6"  # 此时可以给user:2推荐6

127.0.0.1:6379> sdiff user:1 user:3
1) "2"
2) "4"

1
2
3
4
5
6
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39
40
41
42
43
44
45
46

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zset

    有序集合(sortedSet)，去重并且根据score权重值(分数)对值进行排序。score从小到大或从大到小排列。有序集成的成员都是由分数+值组成的。

1.添加成员

语法：

• zadd key score1 member1
• zadd key score1 member1 score2 member2 score3 member3 ....

例如：设置榜单achievements，设置成绩和用户名作为achievements的成员

127.0.0.1:6379> zadd achievements 61 xiaoming 62 xiaohong 83 xiaobai  78 xiaohei 87 xiaohui 99 xiaolan
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zadd achievements 85 xiaohuang 
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd achievements 54 xiaoqing
1
2
3
4
5

2.给指定成员增加权重值（分数）

语法：

• zincrby key score member

例如：给achievements中xiaobai增加10分

127.0.0.1:6379> ZINCRBY achievements 10 xiaobai
"93
1
2

3.获取集合长度

ps：也就是成员的个数
语法：

• zcard key

例如：获取achievements的长度

zcard achievements
1

4.获取指定成员的权重值

语法：

• zscore key member

例如：获取指定成员的权重值

127.0.0.1:6379> zscore achievements xiaobai
"93"
127.0.0.1:6379> zscore achievements xiaohong
"62"
127.0.0.1:6379> zscore achievements xiaoming
"61"
1
2
3
4
5
6

5.获取指定成员在集合中的排名

ps:排名从0开始计算
语法：

• srank key member # score从小到大的排名
• zrevrank key member # score从大到小的排名

例如：获取achievements中xiaohei的分数排名

# 从大到小
127.0.0.1:6379> zrevrank achievements xiaohei
(integer) 4

# 从小到大
127.0.0.1:6379> zrank achievements xiaohei
(integer) 3
1
2
3
4
5
6
7

6.获取在指定score区间的所有成员数量

语法：

• zcount key min max

例如：获取achievements从0~60分之间的人数[闭区间]

127.0.0.1:6379> zadd achievements 60 xiaolv
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd achievements 0 xiaocao
(integer) 1

# 获取分数在 (0,60) 这个区间的成员
127.0.0.1:6379> zcount achievements 0 60
(integer) 3

127.0.0.1:6379> zcount achievements 61 100
(integer) 7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

7.获取在指定score/index区间的所有成员

语法：

• zrangebyscore key min max # 按score进行从低往高排序获取指定score区间`
• zrevrangebyscore key min max # 按score进行从高往低排序获取指定score区间`
• zrange key start stop # 按scoer进行从低往高排序获取指定索引区间`
• zrevrange key start stop # 按scoer进行从高往低排序获取指定索引区间`

例如：获取achievements中在(60,70)这个区间的数据

127.0.0.1:6379> zrangebyscore achievements 0 60
1) "xiaocao"
2) "xiaoqing"
3) "xiaolv"

127.0.0.1:6379> zrangebyscore achievements 90 100
1) "xiaobai"
2) "xiaolan"
1
2
3
4
5
6
7
8

8.删除成员

语法：

• zrem key member1
• zrem key member1 member2 member3 ....

例如：从achievements中删除xiaoming的数据

zrem achievements xiaoming
1

9.删除指定数量的成员

语法：
zpopmin key [count] # 删除指定数量的成员，从最低score开始删除
zpopmax key [count] # 删除指定数量的成员，从最高score开始删除

# 如果不指定count，则删除一个成员，zpopmin表示从score分数最低开始删除，而zpopmax则表示从score分数最高开始删除
127.0.0.1:6379> zpopmin achievements 
1) "xiaocao"
2) "0"

127.0.0.1:6379> zpopmax achievements
1) "xiaolan"
2) "99"


# 从achievements中提取并删除成绩最低的2个数据
127.0.0.1:6379>  zpopmin achievements 2
1) "xiaoqing"
2) "54"
3) "xiaolv"
4) "60"


# 从achievements中提取并删除成绩最高的2个数据
127.0.0.1:6379> zpopmax achievements 2
1) "xiaobai"
2) "93"
3) "xiaohui"
4) "87"

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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25

各种数据类型在开发中的常用业务场景

针对各种数据类型它们的特性，使用场景如下:

• 字符串string： 用于保存一些项目中的普通数据，只要键值对的都可以保存，例如，保存 session/jwt，定时记录状态，倒计时、验证码、防灌水答案
• 哈希hash：用于保存项目中的一些对象结构/字典数据，但是不能保存多维的字典，例如，商城的购物车，文章信息，json结构数据
• 列表list：用于保存项目中的列表数据，但是也不能保存多维的列表，例如，消息队列，秒杀系统，排队，浏览历史
• 无序集合set: 用于保存项目中的一些不能重复的数据，可以用于过滤，例如，候选人名单, 作者名单
• 有序集合zset：用于保存项目中一些不能重复，但是需要进行排序的数据, 例如：分数排行榜, 海选人排行榜，热搜排行

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