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深入理解Redis中精妙的八種數(shù)據(jù)類型
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Redis，全稱為Remote Dictionary Server，是一個(gè)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)非常靈活，包括字符串、哈希、列表、集合、有序集合、地理位置等8種數(shù)據(jù)類型。以下將逐一介紹這8中數(shù)據(jù)類型。
1.字符串類型
Redis中的字符串類型是最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存儲(chǔ)任意類型的數(shù)據(jù)，包括字符串、整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。字符串類型還有很多操作方法例如set和get等，其優(yōu)點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)便。
2.哈希類型
Redis中的哈希類型可以存儲(chǔ)多個(gè)鍵值對(duì)，類似于關(guān)聯(lián)數(shù)組。常常用于存儲(chǔ)用戶信息、商品信息等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是增刪改查全部為O(1)的復(fù)雜度。
#示例代碼
#哈希類型的基本操作：hset、hget、hmset、hmget
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#hset，設(shè)置單個(gè)鍵值對(duì)
r.hset('user:001', 'name', 'Tom')
#hget，獲取單個(gè)鍵值對(duì)
print(r.hget('user:001', 'name').decode('utf-8'))
#hmset，設(shè)置多個(gè)鍵值對(duì)
r.hmset('user:002', {'name': 'Jerry', 'age': 18, 'gender': 'male'})
#hmget，獲取多個(gè)鍵值對(duì)
print(r.hmget('user:002', 'name', 'age', 'gender'))
3.列表類型
Redis中的列表類型可以存儲(chǔ)一個(gè)有序的字符串列表，類似于數(shù)組或隊(duì)列。常常用于消息隊(duì)列等場(chǎng)景下，其優(yōu)點(diǎn)是添加元素和刪除元素都為常數(shù)時(shí)間復(fù)雜度。
#示例代碼
#列表類型的基本操作：lpush、rpush、lrange、lpop、rpop
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#lpush，添加元素到列表頭部
r.lpush('queue', 'task1', 'task2')
#rpush，添加元素到列表尾部
r.rpush('queue', 'task3', 'task4')
#lrange，獲取列表元素
print(r.lrange('queue', 0, -1))
#lpop，從列表頭部彈出元素
print(r.lpop('queue'))
#rpop，從列表尾部彈出元素
print(r.rpop('queue'))
4.集合類型
Redis中的集合類型可以存儲(chǔ)多個(gè)無(wú)序的字符串，相比于列表類型，集合類型可以去重，且添加和刪除元素都為快速常數(shù)時(shí)間復(fù)雜度。
#示例代碼
#集合類型的基本操作：sadd、smembers、srem、spop
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#sadd，往集合中添加元素
r.sadd('set1', 'value1')
r.sadd('set1', 'value2')
r.sadd('set1', 'value3')
r.sadd('set2', 'value2')
r.sadd('set2', 'value3')
r.sadd('set2', 'value4')
#smembers，獲取集合所有元素
print(r.smembers('set1'))
#srem，刪除集合中的元素
r.srem('set1', 'value1')
#spop，隨機(jī)彈出集合中的一個(gè)元素
print(r.spop('set1'))
5.有序集合類型
Redis中的有序集合類型類似于集合類型，但是其每個(gè)元素都有一個(gè)可排序的分?jǐn)?shù)，且元素是根據(jù)其分?jǐn)?shù)排序的。常常用于排行榜、熱門商品等場(chǎng)景下。
#示例代碼
#有序集合類型的基本操作：zadd、zrange、zrem、zrevrange
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#zadd，設(shè)置元素分?jǐn)?shù)
r.zadd('zset', {'member1': 10, 'member2': 20, 'member3': 30})
#zrange，獲取根據(jù)分?jǐn)?shù)排序的元素列表
print(r.zrange('zset', 0, -1, withscores=True))
#zrem，刪除元素
r.zrem('zset', 'member1')
#zrevrange，獲取分?jǐn)?shù)倒序排序的元素列表
print(r.zrevrange('zset', 0, -1, withscores=True))
6.位圖類型
Redis中的位圖類型是一個(gè)二進(jìn)制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以用于節(jié)省內(nèi)存。比如可以用位圖類型來(lái)表示某個(gè)用戶是否在線，每個(gè)用戶使用1個(gè)bit存儲(chǔ)即可，占用小，查詢速度快。
#示例代碼
#位圖類型的基本操作：setbit、getbit、bitcount
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#setbit，設(shè)置某個(gè)位為1
r.setbit('user:001', 0, 1)
#setbit，獲取某個(gè)位的值
print(r.getbit('user:001', 0))
#bitcount，獲取指定范圍內(nèi)所有位為1的個(gè)數(shù)
print(r.bitcount('user:001', 0, -1))
7.流類型
Redis中的流類型是一個(gè)時(shí)間序列的消息隊(duì)列，類似于Kafka?？梢杂糜跀?shù)據(jù)日志、消息隊(duì)列、時(shí)間序列等場(chǎng)景下，其優(yōu)點(diǎn)是日志和消費(fèi)消息都是O(1)的時(shí)間復(fù)雜度。
#示例代碼
#流類型的基本操作：xadd、xread、xdel
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#xadd，添加一條消息到流
r.xadd('stream', {'name': 'Tom', 'age': 18})
#xread，讀取指定流的消息
print(r.xread({'stream': 0}, count=100)[0][1])
#xdel，刪除指定消息
r.xdel('stream', '1609641737518-0')
8.地理位置類型
Redis中的地理位置類型可以存儲(chǔ)地理坐標(biāo)信息，并支持搜索附近的元素?？梢杂糜贚BS場(chǎng)景下，其優(yōu)點(diǎn)是快速、精度較高。
#示例代碼
#地理位置類型的基本操作：geoadd、georadius
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#geoadd，添加地理位置信息
r.geoadd('citypos', 116.405285, 39.904989, 'beijing')
r.geoadd('citypos', 121.473701, 31.230416, 'shangh')
#georadius，查找周圍元素
print(r.georadius('citypos', 121.472644, 31.231706, radius=50, unit='km', withdist=True, withcoord=True))
結(jié)語(yǔ)
Redis的8種數(shù)據(jù)類型涵蓋了大部分的場(chǎng)景，不過(guò)這只是Redis的冰山一角，實(shí)際上它還有很多其他特性，如事務(wù)、Pub/Sub、Lua腳本等。對(duì)于Redis的應(yīng)用開(kāi)發(fā)者而言，深入理解這些特性是必須的。
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