【Java】后端开发应该掌握的Redis基础

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 这篇文章中，主要讲一讲Redis的数据结构和通用命令。

Redis的数据结构

 Redis支持多种不同的数据结构，包括5种基础数据结构和几种比较复杂的数据，这些数据结构可以满足不同的应用场景。

五种数据结构：

  1. String：字符串，是构建其他数据结构的基础

  2. Hash：哈希列表

  3. List：列表

  4. Set：集合，在哈希列表的基础上实现

  5. Sort Set：有序集合

复杂的数据结构：

  1. Bitmaps：位图，在string的基础上进行位操作，可以实现节省空间的数据结构。

  2. Hyperloglog：用于估计一个set元素数量的概率性的数据结构。

  3. Geo：geospatial，地理空间索引半径查询。

  4. BloomFilter：布隆过滤器。

不同数据结构的相同之处：

 从上面的介绍，我们看到支持的数据结构的不同，但其实Redis的每一种数据结构都由一个key和value组成可以抽象为：




 而所有数据结构的key的值都是任意合法的字符串，不同的数据结构的区别就在于value存储的值的不同而不同。

 比如，最简单的String数据结构，其value为String，所以String可以表示为：



 而Hash数据结构，其value为一个哈希列表，所以Hash可以表示为：


Redis的通用命令：

 Redis官网将Redis的命令按照功能划分为15个主题分组，其中，Keys主题的命令对所有的数据结构都通用，因此，有必要在了解其他数据结构命令前好好学习一下。

1. Keys

 keys命令的作用是列出Redis所有的key，该命令的时间复杂度为O(N)，N随着Redis中key的数量增加而增加，因此Redis有大量的Key,keys命令会执行很长时间，而由于Redis是单线程，某个命令耗费过长时间，则会导致后面的所有请求无法得到响应。因此千万不要在生产服务器上使用keys命令。

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# key命令，时间复杂度为O(N)
keys pattern # pattern可为一个包含匹配模式的字符串，可以包含*, +, ?, [a-z]等模式。

示例：

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> mset hello_test1 one hello_test2 two helloa a hellob b
> keys hello*
1) "hello_test1"
2) "hello_test2"
3) "helloa"
4) "hellob"

> keys hhello[a-z]
1) "helloa"
2) "hellob"

2. exists

 exists命令用于判断一个或多个key是否存在，判断多个key时，key之间用空格分隔，exists的返回值为整数，表示当前判断有多少个key是存在的。

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# exists命令，时间复杂度O(1)
exists key [key ...]

示例：

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> set test1 t1
> exists test1 test2
(integer) 1       # 只有一个key存在

> exists test3 test3
(integer) 0       # key都不存在

3. del：

 del命令用于删除一个或多个key，多个key之间用空格分隔，其返回值为整数，表示成功删除了多少个存在的key，因此，如果只删除一个Key，则可以从返回值中判断是否成功，如果删除多个key，则只能得到删除成功的数量。

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# del命令，时间复杂度O(N)
del key [key ...]

示例：

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> set test t
> del test
(integer) 1

> mset test1 2 test2 1
> del test1 test2 test3
(integer) 2   # 返回2，表示成功删除两个
#再次删除，返回0，因为删除成功个数为0

> del test1 test2 test3
(integer) 0

4. expire, pexpire：

 expire设置key在多少秒之后过期，pexpire设置Key在多少毫秒之后过期，成功返回1，失败返回0.

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# expire命令，时间复杂度为O(1)
expire key seconds

# pexpire命令，时间复杂度为O(1)
pexpire key milliseconds

示例：

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> mset test test_value test1 test1_value
> expire test 10                # 设置10秒后过期
(integer) 1

> pexpire test1_value 10000    # 设置10000毫秒（10s）后过期
(integer) 1

> expire ttt 100
(integer) 0                     # 不存在的key，设置失败，返回0

5. ttl,pttl：

 ttl和pttl命令用于获取key的过期时间，其返回值为整型，代表的意义分为几种情况：

  1. 当key不存在或过期时，返回-2
  2. 当key存在且永久有效时，返回-1
  3. 当key有设置过期时间时，返回为剩下的秒数（pttl为毫秒数）
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# ttl命令，时间复杂度O(1)
ttl key

# pttl命令，时间复杂度O(1)
pttl key

示例（ttl的演示，pttl类似）

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> set test test
> expire test 100
> ttl test
(integer) 98      # 返回剩下的秒数

> set test1       # 永久有效
> ttl test1
(integer) -1

> ttl test2
(integer) -2      # 不存在或过期

# 100秒后
> ttl test        # test已过期
(integer) -2

6. expireat,pexpireat

  设置key在某个时间戳过期，expreat参数时间戳用秒表示，而pexpireat则用毫秒表示，与expire和pexpire功能相似，返回1表示成功，0表示失败。

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# expireat命令，时间复杂度为O(1)
expireat key timestamp

# pexpireat命令，时间复杂度为O(1)
expireat key milliseconds-timestamp

示例：

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> set test test
> expireat test 1560873600     # 2019-06-19 00:00:00
(integer) 1

> set test1 test1
> expireat test1 156087360000  # 2019-06-19 00:00:00 的毫秒表示
(integer) 1

7. persist

 移除key的过期时间，将key设置为永久有效，当key设置了过期时间，使用persist命令移除后返回1，如果key不存在或本身就是永久有效的，则返回0

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# persist命令，时间复杂度为O(1)
persist key

示例：

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> set test test
> ttl test
(integer) -1      # 表示永久有效

> persist test
(integer) 0       # 对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

type

 判断key是什么类型的数据结构，返回值为string,list, set,hash,zset，分别表示我们前面介绍的Redis的5种基础数据结构。

geo,hyperloglog,Bitmaps等复杂的数据结构，都是在这五种基础数据结构上实现，比如geo是zset类型，hyperloglog和bitmap都为string。

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# type命令，时间复杂度O(1)
type key

示例：

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> set test test
> type test
String

> hset htest test test
> type htest
hash

undefined