redis基础02-redis的5种对象数据类型

表格引用地址：http://www.cnblogs.com/xrq730/p/8944539.html

参考书籍：《Redis设计与实现》，《Redis运维与开发》

1.对象

Redis基于基础的数据结构创建了五种不同类型的对象系统，分别是：
字符串对象，列表对象，哈希对象，集合对象和有序集合对象；           
Redis的对象系统实现了基于引用计数技术的内存回收机制；
Redis对象带有访问时间记录信息。
数据结构如下：

 typedef redisObject{
    unsigned type:4；//类型
    unsigned encoding:4;//编码
    void *ptr;//只想底层实现数据结构的指针
} robj;

其中，type属性记录的是对象的数据类型。因为键值总是字符串，而对象的数据类型就是上面的5种对象系统；（每种类型的对象都至少使用了两种不同的编码)

 

redis底层的数据结构：

 

不同的对象可以使用的编码类型(encoding)：

 可以通过OBJECT ENCODING key查看对应不同编码类型：

 

1.字符串对象

特点：

　　1.字符串对象的编码可以是int,row,或embstr；

　　2.最大值不能超过512M；

　　3.字符串对象是五种redis对象中被其他对象嵌套的对象

数据存取相关指令：

　

计数相关指令

 

注意：

1.SETEX,SETNX,可用于分布式场景，当多个客户端同时执行操作，只能有一个客户端执行成功；

2.尽量使用MSET和MGET批量处理，但是要注意数量不是无节制的，当数量太多时，可能会造成redis阻塞或网络阻塞；

3.redis是单线程架构，自增自减不会额外消耗CPU；

 

2.列表对象(REDIS_LIST)

特点：

1.列表对象可以是ziplist或linkedlist，linkedList使用的是双端链表作为底层实现，每个双端链表的节点都保存一个对象； 

2.当满足单个字符长度小于64，元素数量小于512的时候，使用ziplist,不能就使用linkedlist

3.可以两端进行插入或弹出；

4.列表类型的两个特点：1.有序；2.可重复；

常用操作指令

命令	描述	用法
LPUSH	（1）将一个或多个值value插入到列表key的表头（2）如果有多个value值，那么各个value值按从左到右的顺序依次插入表头（3）key不存在，一个空列表会被创建并执行LPUSH操作（4）key存在但不是列表类型，返回错误	LPUSH key value [value ...]
LPUSHX	（1）将值value插入到列表key的表头，当且晋档key存在且为一个列表（2）key不存在时，LPUSHX命令什么都不做	LPUSHX key value
LPOP	（1）移除并返回列表key的头元素	LPOP key
LRANGE	（1）返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定（2）start和stop都以0位底（3）可使用负数下标，-1表示列表最后一个元素，-2表示列表倒数第二个元素，以此类推（4）start大于列表最大下标，返回空列表（5）stop大于列表最大下标，stop=列表最大下标	LRANGE key start stop
LREM	（1）根据count的值，移除列表中与value相等的元素（2）count>0表示从头到尾搜索，移除与value相等的元素，数量为count（3）count<0表示从从尾到头搜索，移除与value相等的元素，数量为count（4）count=0表示移除表中所有与value相等的元素	LREM key count value
LSET	（1）将列表key下标为index的元素值设为value（2）index参数超出范围，或对一个空列表进行LSET时，返回错误	LSET key index value
LINDEX	（1）返回列表key中，下标为index的元素	LINDEX key index
LINSERT	（1）将值value插入列表key中，位于pivot前面或者后面（2）pivot不存在于列表key时，不执行任何操作（3）key不存在，不执行任何操作	LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value
LLEN	（1）返回列表key的长度（2）key不存在，返回0	LLEN key
LTRIM	（1）对一个列表进行修剪，让列表只返回指定区间内的元素，不存在指定区间内的都将被移除	LTRIM key start stop
RPOP	（1）移除并返回列表key的尾元素	RPOP key
RPOPLPUSH	在一个原子时间内，执行两个动作：（1）将列表source中最后一个元素弹出并返回给客户端（2）将source弹出的元素插入到列表desination，作为destination列表的头元素	RPOPLPUSH source destination
RPUSH	（1）将一个或多个值value插入到列表key的表尾	RPUSH key value [value ...]
RPUSHX	（1）将value插入到列表key的表尾，当且仅当key存在并且是一个列表（2）key不存在，RPUSHX什么都不做	RPUSHX key value

3.哈希对象

特点：

  1.哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable;hasttable底层是通过字典实现的；

 （键值对按照顺序排列）

  2. 键和值的长度小于64，且数量都小于512的时候，使用ziplist；

  3.字典数据结构特点：1.字典数据结构中每个键都是字符串对象，对象是保存了键值对的键。2。字典数据结构中每个值都是字符串对象，对象中保存了键值对的值；

（通俗点就是：string -> (无数个键值对 )->这无数个键值对中，key必定是string对象 ，java中就是Map<String,Map<String,Object>>一样的意思）

常用指令

4.集合对象

特点：

1.集合对象的编码可以是inset或hasetable;（键值对值为null的hasetable）

2.当集合对象都是int类型且当总长度不超过512；使用intset否则hashtable

 常用指令

命令	描述	用法
SADD	（1）将一个或多个member元素加入到key中，已存在在集合的member将被忽略（2）假如key不存在，则只创建一个只包含member元素做成员的集合（3）当key不是集合类型时，将返回一个错误	SADD key number [member ...]
SCARD	（1）返回key对应的集合中的元素数量	SCARD key
SDIFF	（1）返回一个集合的全部成员，该集合是第一个Key对应的集合和后面key对应的集合的差集	SDIFF key [key ...]
SDIFFSTORE	（1）和SDIFF类似，但结果保存到destination集合而不是简单返回结果集（2） destination如果已存在，则覆盖	SDIFFSTORE destionation key [key ...]
SINTER	（1）返回一个集合的全部成员，该集合是所有给定集合的交集（2）不存在的key被视为空集	SINTER key [key ...]
SINTERSTORE	（1）和SINTER类似，但结果保存早destination集合而不是简单返回结果集（2）如果destination已存在，则覆盖（3）destination可以是key本身	SINTERSTORE destination key [key ...]
SISMEMBER	（1）判断member元素是否key的成员，0表示不是，1表示是	SISMEMBER key member
SMEMBERS	（1）返回集合key中的所有成员（2）不存在的key被视为空集	SMEMBERS key
SMOVE	（1）原子性地将member元素从source集合移动到destination集合（2）source集合中不包含member元素，SMOVE命令不执行任何操作，仅返回0（3）destination中已包含member元素，SMOVE命令只是简单做source集合的member元素移除	SMOVE source desination member
SPOP	（1）移除并返回集合中的一个随机元素，如果count不指定那么随机返回一个随机元素（2）count为正数且小于集合元素数量，那么返回一个count个元素的数组且数组中的元素各不相同（3）count为正数且大于等于集合元素数量，那么返回整个集合（4）count为负数那么命令返回一个数组，数组中的元素可能重复多次，数量为count的绝对值	SPOP key [count]
SRANDMEMBER	（1）如果count不指定，那么返回集合中的一个随机元素（2）count同上	SRANDMEMBER key [count]
SREM	（1）移除集合key中的一个或多个member元素，不存在的member将被忽略	SREM key member [member ...]
SUNION	（1）返回一个集合的全部成员，该集合是所有给定集合的并集（2）不存在的key被视为空集	SUNION key [key ...]
SUNIONSTORE	（1）类似SUNION，但结果保存到destination集合而不是简单返回结果集（2）destination已存在，覆盖旧值（3）destination可以是key本身	SUNION destination key [key ...]

5.有序集合对象

特点：

1.有序集合可以是ziplist或者skiplist;

2.ziplist根据对象分值进行排序；较小的放在表头位置；

 

3.skiplist底层是通过dict和zset实现的；好处是降低了数据查询的复杂度；

（skiplist结构如下：）

 

 

 

 有序集合中，跳跃表和字典公用一份数据，但是同时各自有一份元素。

 

 

 

 4.保存的元素数量小于128且保存的所有元素长度都小于64字节使用ziplist,否则使用 skiplist 编码。

常用指令

命令	描述	用法
ZADD	（1）将一个或多个member元素及其score值加入有序集key中（2）如果member已经是有序集的成员，那么更新member对应的score并重新插入member保证member在正确的位置上（3）score可以是整数值或双精度浮点数	ZADD key score member [[score member] [score member] ...]
ZCARD	（1）返回有序集key的元素个数	ZCARD key
ZCOUNT	（1） 返回有序集key中，score值>=min且<=max的成员的数量	ZCOUNT key min max
ZRANGE	（1）返回有序集key中指定区间内的成员，成员位置按score从小到大排序（2）具有相同score值的成员按字典序排列（3）需要成员按score从大到小排列，使用ZREVRANGE命令（4）下标参数start和stop都以0为底，也可以用负数，-1表示最后一个成员，-2表示倒数第二个成员（5）可通过WITHSCORES选项让成员和它的score值一并返回	ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
ZRANK	（1）返回有序集key中成员member的排名，有序集成员按score值从小到大排列（2）排名以0为底，即score最小的成员排名为0（3）ZREVRANK命令可将成员按score值从大到小排名	ZRANK key number
ZREM	（1）移除有序集key中的一个或多个成员，不存在的成员将被忽略（2）当key存在但不是有序集时，返回错误	ZREM key member [member ...]
ZREMRANGEBYRANK	（1）移除有序集key中指定排名区间内的所有成员	ZREMRANGEBYRANK key start stop
ZREMRANGEBYSCORE	（1）移除有序集key中，所有score值>=min且<=max之间的成员	ZREMRANGEBYSCORE key min max

6.系统相关指令及key管理相关指令

系统相关指令：

 

 

 

 key管理相关指令

命令	描述	用法
DEL	（1）删除给定的一个或多个key（2）不存在的Key将被忽略	DEL key [key ...]
EXISTS	（1）检查给定key是否存在	EXISTS key
EXPIRE	（1）为给定key设置生存时间，key过期时它会被自动删除（2）对一个已经指定生存时间的Key设置执行EXPIRE，新的值会代替旧的值  (3)如果设置位负值，会立刻被删除	EXPIRE key seconds
EXPIREAT	（1）同EXPIRE，但此命令指定的是UNIX时间戳，单位为秒	EXPIRE key timestamp
KEYS	（1）查找所有符合给定模式pattern的key，下面举一下例子（2）KEYS *匹配所有key（3）KEYS h?llo匹配hello、hallo、hxllo等（4）KEYS h*llo匹配hllo、heeeeello等（5）KEYS h[ae]llo匹配hello和hallo（6）特殊符号想当做查找内容经的使用	KEYS pattern
MIGRATE	（1）原子性地将key从当前实例传送到目标实例指定的数据库上（2）原数据库Key删除，新数据库Key增加（3）阻塞进行迁移的两个实例，直到迁移成功、迁移失败、等待超时三个之一发生	MIGRATE host port key destination-db timeout [COPY] [REPLACE]
MOVE	（1）将当前数据库的key移动到给定数据库的db中（2）执行成功的条件为当前数据库有key，给定数据库没有key	MOVE key db
dumprestore	(1)dump将键值序列化；（2）restore表示还原；一般用于不同redis实例中数据迁移	dump  keyrestore key ttl value
PERSIST	（1）移除给定key的生存时间，将key变为持久的	PERSIST key
RANDOMKEY	（1）从当前数据库随机返回且不删除一个key，	RANDOMKEY
RENAME	（1）将key改名为newkey（2）当key和newkey相同或key不存在，报错（3）newkey已存在，RENAME将覆盖旧值	RENAME key newkey
RENAMENX	(1)为了防止强行rename,只有在newkey不存在的情况下才能执行	RENAMENK key newkey
TTL	（1）以秒为单位，返回给定的key剩余生存时间	TTL key
PTTL	（1）以毫秒为单位，返回给定的key剩余生存时间	PTTL key
TYPE	（1）返回key锁存储的值的类型	TYPE key

 

注意：

1.对于字符串类型的键，set命令很容易去掉过期时间；

2.Redis不支持二级数据结构内部元素的过期功能。例如，hash对象中，值中多个KEY的过期时间无法指定

3.setex是原子操作，并且可以减少一次网络请求时间

7.类型检查和命令多态

Redis中操作间的命令分为两种。

其中一种命令可以对任何类型的键执行，比如DEL命令，EXPIRE命令，RENAME命令，TYPE命令，OBJECT命令等；

另一种是只能对特定类型键执行；

• 类型检查的实现

在执行指令的时候，服务器会先判断RedisObject的类型是否有相关的指令，没有的话，不能执行

• 多态命令的实现

一个命令可以同时用于处理多种不同类型的键；

8.内存回收

通过引用计数技术实现内存回收机制；

typedef struct redisObject{
    
    //.....
    int refcount;//引用计数
    //.....
    
}

对象引用计数信息会随着对象的使用状态而不断变化；
创建一个对象的时候，值会被初始化为1；
被新程序使用时，引用计数会增1；
不再被程序使用会减1；
当对象引用计数值为0，对象锁占用的内存会被释放；

9.对象共享

对象的引用计数属性带有对象共享的作用；

10.对象的空转时长

typedef struct redisObject{
    // ...    
    unsigned lru : 22 ;
    // ...  
}robj;

空转时长就是通过将当前时间减去键的值对象的lru时间计算得出的

Object IDLETIME 命令可以打印出给定键的空转时长；
这个命令在放键的值对象时，不会修改值对象的lru属性；

键的空转时常的另一个作用，就是当maxmemory选项设置最大值时，通过内存回收算法volatile-lru 或者 allkeys-lru，当服务器的内存超过设置的maxmemory值时，空转时长较高的部分，会被内存回收；