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+ String
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+ hash
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+ list
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+ set
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+ zset
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# 一、数据结构
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## 1. string
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字符串由多个字节组成，每个字节由8个bit组成，可以将一个字符串看成很多bit的组合，这就是bitmap数据结构。
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redis提供的字符串是动态字符串，是可以修改的字符串，内部使用数组结构实现，采用**预分配**冗余空间的方式来减少内存的频繁分配，如图所示预分配的空间capacity要高于实际字符串长度len。
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当字符串长度小于1MB时，扩容都是加倍现有空间。如果字符串长度超过1MB，扩容时一次只会多扩1MB空间，并且字符串最大长度为512MB。
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### 1.1常用命令
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#### 1.1.1 键值对
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#### 1.1.2 批量键值对
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对多字符串进行批量读写
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#### 1.1.3 过期和set命令扩展
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对key设置过期时间，到期自动删除
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等价命令 setex name 3 zr 等价于set + expire
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setnx name zr 如果name不存在则创建
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#### 1.1.4 计数
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如果value值是一个整数，可以对它进行自增操作，自增范围在long的最大值和最小值之间
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## 2.list
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Redis的list相当于Java的LinkedList，是链表不是数组。插入和删除很快，时间复杂度为O(1)。索引定位慢，时间复杂度为O(n)。list的每个元素都使用了双向指针，可以支持前向后向遍历，因此可以作为队列或栈使用。
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### 2.1 常用命令
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#### 2.1.1 队列
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队列是先进先出的数据结构，用于消息排队和异步逻辑处理。支持左进右出、右进左出，会确保元素的访问顺序性。
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注：使用pop命令后元素会删除
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#### 2.1.2栈
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栈是后进先出的数据结构
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#### 2.1.3慢操作
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lindex类似于java的get(int index)方法，需要对list进行遍历，性能随着参数index增加而变差。
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ltrim类似于截取操作，由两个参数start_index和end_index定义一个区间，保留在区间内的值，区间外的删除，可以用来实现一个定长的链表。
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index可以为负数，index=-1表示倒数第一个元素，同理index=-2表示倒数第二个元素。
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### 2.2底层数据结构（quicklist）
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实际上Redis的list并不是一个简单的linkedlist，而是quicklist（快速链表）。
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在元素较少情况下，会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist（压缩列表）。将所有的元素彼此紧挨着存储，也可以看作是数组结构。当数据量比较多的时间才会变成quicklist，因为普通的链表需要的附加指针空间（前后指针），所以Redis将链表和ziplist结合组成quicklist，将多个ziplist使用双向指针连接使用。
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quicklist内部默认单个ziplist长度为8kb，超过这个字节数，就会另启一个ziplist
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## 3.hash
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Redis字典相当于Java的HashMap，属于无序字典，在数据结构上使用的是数组+链表也就是散列表结构。
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![[Snipaste_2023-02-22_16-10-55 4.png]]
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### 3.1 常用操作
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#### 获取字典中的所有值
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![[Snipaste_2023-02-22_16-10-55 2.png]]
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#### 获取字典中的所有键值对
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![[Snipaste_2023-02-22_16-10-55 3.png]]
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### 3.2 底层数据结构
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采用于HashMap相同的散列表结构，redis字段的值只能是字符串
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#### 3.2.1 rehash
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Redis为了追求高性能采用了渐进式rehash策略，可以不堵塞服务，但是需要牺牲空间，可以理解为空间换时间。渐进式rehash会在执行同时保留新旧两个hash结构，查询时会同时查询两个hash，然后再后续的定时任务以及hash操作指令中，循序渐进地将旧hash的内容迁移到新hash结构，当迁移完成就使用新hash代替。（空间换时间）
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![[Snipaste_2023-02-22_16-10-55 6.png]]
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### 3.3优缺点
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hash结构可以结构化存储用户信息，相比于json存储，可以单独获取或修改某几个字段。如果以整个字符串形式保存的话只能一次性读取，比较浪费流量。缺点是存储消耗要高于单个字符。
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## 4.set
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相当于Java的HashSet，其内部键值对是无序且唯一的，内部实现相当于一个特殊的字典，字典中所有的value都是NULL
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### 4.1 常用操作
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#### 查询某个值是否存在
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#### 获取长度
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#### 弹出一个
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![[Snipaste_2023-02-22_16-10-55 10.png]]
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## 5.zset
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类似于Java的SortedSet和HashMap结合体，set保证内部value的唯一性，另外可以给每个value赋予一个score代表排序权重，内部是使用‘跳跃列表’实现。
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41.png]]
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### 5.1 常用操作
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 1.png]]
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#### 逆序输出
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 2.png]]
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#### 统计
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 3.png]]
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#### 获取指定value的score
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 4.png]]
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#### 排名
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 5.png]]
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#### 删除value
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 6.png]]
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#### 根据score区间遍历
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0 2 表示分数区间
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![[Snipaste_2023-02-23_10-00-41 7.png]]
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### 5.2 底层数据结构（跳跃列表）
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查看数据结构相关文档
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### 5.3 假如元素score值相同
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zset的排序元素不只看score值，如果score相同还会比较value值（字符串比较）
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