數(shù)據(jù)類(lèi)型初探

字符串 (Strings)

字符串是 Redis 最基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型。Redis 字符串是二進(jìn)制安全的，也就是說(shuō)，一個(gè) Redis 字符串可以包含任意類(lèi)型的數(shù)據(jù)，例如一張 JPEG 圖像，或者一個(gè)序列化的 Ruby 對(duì)象。

一個(gè)字符串最大為 512M 字節(jié)。

你可以使用 Redis 的字符串類(lèi)型做很多有意思的事情，例如，你可以：

• 使用 INCR 命令族 (INCR，DECR，INCRBY)，將字符串作為原子計(jì)數(shù)器。
• 使用 APPEND 命令追加字符串。
• 使用 GETRANGE 和 SETRANGE 命令，使字符串作為隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)向量 (vectors)。
• 編碼大量數(shù)據(jù)到很小的空間，或者使用 GETBIT 和 SETBIT 命令，創(chuàng)建一個(gè)基于 Redis 的布隆 (Bloom) 過(guò)濾器。

后續(xù)我們會(huì)詳細(xì)介紹可用的字符串命令，也會(huì)詳細(xì)介紹 Redis 數(shù)據(jù)類(lèi)型的更多高級(jí)信息。

列表 (Lists)

Redis 列表僅僅是按照插入順序排序的字符串列表。可以添加一個(gè)元素到 Redis 列表的頭部 (左邊) 或者尾部 (右邊)。

LPUSH 命令用于插入一個(gè)元素到列表的頭部，RPUSH 命令用于插入一個(gè)元素到列表的尾部。當(dāng)這兩個(gè)命令操作在一個(gè)不存在的鍵時(shí)，將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的列表。同樣，如果一個(gè)操作會(huì)清空列表，那么該鍵將會(huì)從鍵空間 (key space) 移除。這些是非常方便的語(yǔ)義，因?yàn)榱斜砻钊绻褂貌淮嬖诘逆I作為參數(shù)，就會(huì)表現(xiàn)得像命令運(yùn)行在一個(gè)空列表上一樣。

一些列表操作的例子結(jié)果：

LPUSH mylist a   # now the list is “a”  
LPUSH mylist b   # now the list is “b”, ”a”  
RPUSH mylist c   # now the list is “b”,”a”, ”c”(RPUSH was used this time)  

列表的最大長(zhǎng)度是 223-1 個(gè)元素 (4294967295，超過(guò) 40 億個(gè)元素)。

從時(shí)間復(fù)雜度的角度看，Redis 列表主要的特性是支持以常量時(shí)間在列表的頭和尾附近插入和刪除元素，即使列表中已經(jīng)插入了上百萬(wàn)的數(shù)據(jù)。訪(fǎng)問(wèn)列表兩端的元素非常的快速，但是訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)非常大的列表的中間卻非常的慢，因?yàn)檫@是一個(gè) O(N)時(shí)間復(fù)雜度的操作。

你可以使用 Redis 的列表類(lèi)型做很多有意思的事情，例如，你可以：

• 為社交網(wǎng)絡(luò)時(shí)間軸 (timeline) 建模，使用 LPUSH 命令往用戶(hù)時(shí)間軸插入元素，使用 LRANGE 命令獲得最近事項(xiàng)。
• 使用 LPUSH 和 LTRIM 命令創(chuàng)建一個(gè)不會(huì)超出給定數(shù)量元素的列表，只存儲(chǔ)最近的 N 個(gè)元素。
• 列表可以用作消息傳遞原語(yǔ)，例如，眾所周知的用于創(chuàng)建后臺(tái)任務(wù)的 Ruby 庫(kù) Resque。
• 你可以用列表做更多的事情，這種數(shù)據(jù)類(lèi)型支持很多的命令，包括阻塞命令，如 BLPOP。

后續(xù)我們會(huì)詳細(xì)介紹可用的列表命令，也會(huì)詳細(xì)介紹 Redis 數(shù)據(jù)類(lèi)型的更多高級(jí)信息。

集合 (Sets)

Redis 集合是沒(méi)有順序的字符串集合 (collection)?？梢栽?O(1) 的時(shí)間復(fù)雜度添加、刪除和測(cè)試元素存在與否 (不管集合中有多少元素都是常量時(shí)間)。

Redis 集合具有你需要的不允許重復(fù)成員的性質(zhì)。多次加入同一個(gè)元素到集合也只會(huì)有一個(gè)拷貝在其中。實(shí)際上，這意味著加入一個(gè)元素到集合中并不需要檢查元素是否已存在。

Redis 集合非常有意思的是，支持很多服務(wù)器端的命令，可以在很短的時(shí)間內(nèi)和已經(jīng)存在的集合一起計(jì)算并集，交集和差集。

你可以使用 Redis 的集合類(lèi)型做很多有意思的事情，例如，你可以：

• 你可以使用 Redis 集合追蹤唯一性的事情。你想知道訪(fǎng)問(wèn)某篇博客文章的所有唯一 IP 嗎？只要 每次頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)時(shí)使用 SADD 命令就可以了。你可以放心，重復(fù)的 IP 是不會(huì)被插入進(jìn)來(lái)的。
• Redis 集合可以表示關(guān)系。你可以通過(guò)使用集合來(lái)表示每個(gè)標(biāo)簽，來(lái)創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)簽系統(tǒng)。然后你可以把所有擁有此標(biāo)簽的對(duì)象的 ID 通過(guò) SADD 命令，加入到表示這個(gè)標(biāo)簽的集合中。你想獲得同時(shí)擁有三個(gè)不同標(biāo)簽的對(duì)象的全部 ID 嗎？用 SINTER 就可以了。
• 你可以使用 SPOP 或 SRANDMEMBER 命令來(lái)從集合中隨機(jī)抽取元素。

后續(xù)我們會(huì)詳細(xì)介紹可用的集合命令，也會(huì)詳細(xì)介紹 Redis 數(shù)據(jù)類(lèi)型的更多高級(jí)信息。

哈希 / 散列 (Hashes)

Redis 哈希是字符串字段 (field) 與字符串值之間的映射，所以是表示對(duì)象的理想數(shù)據(jù)類(lèi)型 (例如：一個(gè)用戶(hù)對(duì)象有多個(gè)字段，像用戶(hù)名，姓氏，年齡等等)：

@cli  
HMSET user:1000 username antirez password P1pp0 age 34  
HGETALL user:1000  
HSET user:1000 password 12345  
HGETALL user:1000  

擁有少量字段 (少量指的是大約 100) 的哈希會(huì)以占用很少存儲(chǔ)空間的方式存儲(chǔ)，所以你可以在一個(gè)很小的 Redis 實(shí)例里存儲(chǔ)數(shù)百萬(wàn)的對(duì)象。

由于哈希主要用來(lái)表示對(duì)象，對(duì)象能存儲(chǔ)很多元素，所以你可以用哈希來(lái)做很多其他的事情。

每個(gè)哈?？梢源鎯?chǔ)多達(dá) 223-1 個(gè)字段值對(duì) (field-value pair)(多于 40 億個(gè))。

后續(xù)我們會(huì)詳細(xì)介紹可用的哈希命令，也會(huì)詳細(xì)介紹 Redis 數(shù)據(jù)類(lèi)型的更多高級(jí)信息。

有序集合 (Sorted sets)

Redis 有序集合和 Redis 集合類(lèi)似，是非重復(fù)字符串集合 (collection)。不同的是，每一個(gè)有序集合的成員都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的分?jǐn)?shù) (score)，用于按照分?jǐn)?shù)高低排序。盡管成員是唯一的，但是分?jǐn)?shù)是可以重復(fù)的。

對(duì)有序集合我們可以通過(guò)很快速的方式添加，刪除和更新元素 (在和元素?cái)?shù)量的對(duì)數(shù)成正比的時(shí)間內(nèi))。由于元素是有序的而無(wú)需事后排序，你可以通過(guò)分?jǐn)?shù)或者排名 (位置) 很快地來(lái)獲取一個(gè)范圍內(nèi)的元素。訪(fǎng)問(wèn)有序集合的中間元素也是很快的，所以你可以使用有序集合作為一個(gè)無(wú)重復(fù)元素，快速訪(fǎng)問(wèn)你想要的一切的聰明列表：有序的元素，快速的存在性測(cè)試，快速的訪(fǎng)問(wèn)中間元素！

總之，有序集合可以在很好的性能下，做很多別的數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法模擬的事情。

使用有序集合你可以：

例如多人在線(xiàn)游戲排行榜，每次提交一個(gè)新的分?jǐn)?shù)，你就使用 ZADD 命令更新。你可以很容易地使用 ZRANGE 命令獲取前幾名用戶(hù)，你也可以用 ZRANK 命令，通過(guò)給定用戶(hù)名返回其排行。同時(shí)使用 ZRANK 和 ZRANGE 命令可以展示與給定用戶(hù)相似的用戶(hù)及其分?jǐn)?shù)。以上這些操作都非常的快。

有序集合常用來(lái)索引存儲(chǔ)在 Redis 內(nèi)的數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)你有很多表示用戶(hù)的哈希，你可以使用有序集合，用年齡作為元素的分?jǐn)?shù)，用用戶(hù) ID 作為元素值，于是你就可以使用 ZRANGEBYSCORE 命令很快且輕而易舉地檢索出給定年齡區(qū)間的所有用戶(hù)了。

有序集合或許是最高級(jí)的 Redis 數(shù)據(jù)類(lèi)型，后續(xù)我們會(huì)詳細(xì)介紹可用的有序集合命令，也會(huì)詳細(xì)介紹 Redis 數(shù)據(jù)類(lèi)型的更多高級(jí)信息。

位圖 (Bitmaps) 和超重對(duì)數(shù) (HyperLogLogs)

Redis 還支持位圖和超重對(duì)數(shù)這兩種基于字符串基本類(lèi)型，但有自己語(yǔ)義的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

后續(xù)我們會(huì)詳細(xì)介紹這些數(shù)據(jù)類(lèi)型的更多高級(jí)信息。