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Redis6 六:Redis常用五大数据类型—— 集合Set 、 哈希hash 和 有序集合Zset

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Redis6 六:Redis常用五大数据类型—— 集合Set 、 哈希hash 和 有序集合Zset

3. Redis集合(Set) 3.1 介绍

Redis set对外提供的功能与list类似是一个列表的功能,特殊之处在于set是可以自动排重的,当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口,这个也是list所不能提供的。

Redis的Set是string类型的无序集合。它底层其实是一个value为null的hash表,所以添加,删除,查找的复杂度都是****O(1)。

一个算法,随着数据的增加,执行时间的长短,如果是O(1),数据增加,查找数据的时间不变

3.2 常用命令
命令含义
sadd < key> < value1> < value2> …将一个或多个 member 元素加入到集合 key 中,已经存在的 member 元素将被忽略
smembers < key>取出该集合的所有值。
sismember < key>< value>判断集合< key>是否为含有该< value>值,有1,没有0
scard < key>返回该集合的元素个数。
srem < key>< value1> < value2> …删除集合中的某个元素。
spop < key>随机从该集合中吐出一个值。
srandmember < key> < n>随机从该集合中取出n个值。不会从集合中删除
smove < source>< destination> value把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合
sinter < key1> < key2>返回两个集合的交集元素
sunion < key1> < key2>返回两个集合的并集元素
sdiff < key1> < key2>返回两个集合的差集元素(key1中的,不包含key2中的)
3.3 数据结构

Set数据结构是 dict 字典,字典使用哈希表实现的。

Java中HashSet的内部实现使用的是HashMap,只不过所有的value都指向同一个对象。

Redis的结构也一样,他的内部也是用hash结构,所有的value都指向同一个内部值。

4. Redis哈希(hash) 4.1 介绍

Redis hash 是一个键值对集合

Redis hash 是一个 string 类型的field 和 value的映射表,hash特别适合用于存储对象。

类似Java里面的Map

用户ID为查找的key,存储的value用户对象包含姓名,年龄,生日等信息,

如果用普通的key/value结构来存储,主要有以下2种存储方式:


  • 方法一:每次修改用户的某个属性需要,先反序列化改好后再序列化回去。开销比较大。
  • 方法二:用户ID数据冗余
  • 方法三:通过(用户ID)+field(属性标签)就可以操作对应的属性数据了,既不需要重复存储数据,也不会带来序列化和并发修改控制问题
4.2 常用命令
命令含义
hset < key> < field> < value>给 < key>集合中的 < field> 键赋值 < value>
hget < key1>< field>从< key1>集合< field>取出 value
hmset < key1>< field1>< value1>< field2>< value2>…批量设置hash的值
hexists< key1>< field>查看哈希表 key 中,给定域 field 是否存在。
hkeys < key>列出该hash集合的所有field
hvals < key>列出该hash集合的所有value
hincrby < key>< field>< increment>为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 1 -1
hsetnx < key>< field>< value>将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ,当且仅当域 field 不存在
4.3 数据结构

Hash类型对应的数据结构是两种:ziplist(压缩列表),hashtable(哈希表)。当field-value长度较短且个数较少时,使用ziplist,否则使用hashtable。

5.Redis有序集合(Zset)sorted set 5.1 介绍

Redis有序集合zset与普通集合set非常相似,是一个没有重复元素的字符串集合。

不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分(score),这个评分(score)被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的,但是评分可以是重复了 。

因为元素是有序的, 所以你也可以很快的根据评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素。

访问有序集合的中间元素也是非常快的,因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

5.2 常用命令
命令含义
zadd < key>< score1>< value1>< score2>< value2>…将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。
zrange < key>< start>< stop> [WITHSCORES]返回有序集 key 中,下标在< start>< stop>之间的元素 带WITHSCORES,可以让分数一起和值返回到结果集。
zrangebyscore key < min> < max> [withscores] [limit offset count]例:zrangebyscore topn 100 400 withscores limit 0 2 返回有序集 key 中,所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。 limit 用于分页查询
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]同上,改为从大到小排列
zincrby < key>< increment>< value>为元素的score加上增量
zrem < key>< value>删除该集合下,指定值的元素
zcount < key>< min>< max>统计该集合,分数区间内的元素个数
zrank < key>< value>返回该值在集合中的排名,从0开始。
5.3 数据结构

SortedSet(zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构,一方面它等价于Java的数据结构Map,可以给每一个元素value赋予一个权重score,另一方面它又类似于TreeSet,内部的元素会按照权重score进行排序,可以得到每个元素的名次,还可以通过score的范围来获取元素的列表。

zset底层使用了两个数据结构

(1)hash表,hash的作用就是关联元素value和权重score,保障元素value的唯一性,可以通过元素value找到相应的score值。

(2)跳跃表,跳跃表的目的在于给元素value排序,根据score的范围获取元素列表。

5.4 跳跃表

1、简介

​ 有序集合在生活中比较常见,例如根据成绩对学生排名,根据得分对玩家排名等。

​ 对于有序集合的底层实现,可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除;平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂;链表查询需要遍历所有效率低。

​ Redis采用的是跳跃表。跳跃表效率堪比红黑树,实现远比红黑树简单。

2、实例

对比有序链表和跳跃表,从链表中查询出51

(1) 有序链表

​ 要查找值为51的元素,需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要6次比较。

(1) 跳跃表

​ 从第2层开始,1节点比51节点小,向后比较。

​ 21节点比51节点小,继续向后比较,后面就是NULL了,所以从21节点向下到第1层

​ 在第1层,41节点比51节点小,继续向后,61节点比51节点大,所以从41向下

​ 在第0层,51节点为要查找的节点,节点被找到,共查找4次。

​ 从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高

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