Redis 数据结构

String 字符串

基本命令表

命令	执行效果	时间复杂度
set key value [key value…]	设置 key 的值是 value	O(k), k 是键个数
get key	获取 key 的值	O(1)
del key [key …]	删除指定的 key	O(k), k 是键个数
mset key value [key value …]	批量设置指定的 key 和 value	O(k), k 是键个数
mget key [key …]	批量获取 key 的值	O(k), k 是键个数
incr key	指定的 key 的值 +1	O(1)
decr key	指定的 key 的值 -1	O(1)
incrby key n	指定的 key 的值 +n	O(1)
decrby key n	指定的 key 的值 -n	O(1)
incrbyfloat key n	指定的 key 的值 +n（浮点数）	O(1)
append key value	指定的 key 的值追加 value	O(1)
strlen key	获取指定 key 的值的长度	O(1)
setrange key offset value	覆盖指定 key 的从 offset 开始的部分值	O(n)，n 是字符串长度，通常视为 O(1)
getrange key start end	获取指定 key 的从 start 到 end 的部分值	O(n)，n 是字符串长度，通常视为 O(1)

SET 命令

将 string 类型的 value 设置到 key 中。如果 key 之前存在，则覆盖，无论原来的数据类型是什么。之前关于此 key 的 TTL 也全部失效。

SET 命令支持多种选项来影响它的行为：

• EX seconds——使用秒作为单位设置 key 的过期时间。
• PX milliseconds——使用毫秒作为单位设置 key 的过期时间。
• NX——只在 key 不存在时才进行设置，即如果 key 之前已经存在，设置不执行。
• XX——只在 key 存在时才进行设置，即如果 key 之前不存在，设置不执行。

注意：由于带选项的 SET 命令可以被 SETNX、SETEX、PSETEX 等命令代替，所以之后的版本中，Redis 可能进行合并。

Hash 哈希

几乎所有的主流编程语言都提供了哈希（hash）类型，它们的叫法可能是哈希、字典、关联数组、映射。在 Redis 中，哈希类型是指值本身又是一个键值对结构，形如 key = “key”，value = { {field1, value1 }, …, {fieldN, valueN } }。

哈希类型中的映射关系通常称为 field-value，用于区分 Redis 整体的键值对（key-value），注意这里的 value 是指 field 对应的值，不是键（key）对应的值，请注意 value 在不同上下文的作用。

基本命令表

命令	执行效果	时间复杂度
hset key field value	设置值	O(1)
hget key field	获取值	O(1)
hdel key field [field …]	删除 field	O(k), k 是 field 个数
hlen key	计算 field 个数	O(1)
hgetall key	获取所有的 field-value	O(k), k 是 field 个数
hmget key field [field …]	批量获取 field-value	O(k), k 是 field 个数
hmset key field value [field value …]	批量设置 field-value	O(k), k 是 field 个数
hexists key field	判断 field 是否存在	O(1)
hkeys key	获取所有的 field	O(k), k 是 field 个数
hvals key	获取所有的 value	O(k), k 是 field 个数
hsetnx key field value	设置值，但必须在 field 不存在时才能设置成功	O(1)
hincrby key field n	对应 field-value +n	O(1)
hincrbyfloat key field n	对应 field-value +n（浮点数）	O(1)
hstrlen key field	计算 value 的字符串长度	O(1)

注意：

在使用 HGETALL 时，如果哈希元素个数比较多，会存在阻塞 Redis 的可能。如果开发人员只需要获取部分 field，可以使用 HMGET，如果一定要获取全部 field，可以尝试使用 HSCAN 命令，该命令采用渐进式遍历哈希类型。

List 列表

列表是一种比较灵活的数据结构，它可以充当栈和队列的角色，在实际开发上有很多应用场景。

特点：

• 第一、列表中的元素是有序的，这意味着可以通过索引下标获取某个元素或者某个范围的元素列表，例如要获取第 5 个元素，可以执行 lindex user:1:messages 4；获取倒数第 1 个元素，lindex user:1:messages -1 即可。
• 第二、区分获取和删除的区别，例如 lrem 1 b 是从列表中把从左数遇到的前 1 个 b 元素删除，这个操作会导致列表的长度变化；但执行 lindex 4 只会获取元素，列表长度不变。
• 第三、列表中的元素是允许重复的。

阻塞版本命令

blpop 和 brpop 是 lpop 和 rpop 的阻塞版本，和对应非阻塞版本的作用基本一致，除了：

• 在列表中有元素的情况下，阻塞和非阻塞表现是一致的。但如果列表中没有元素，非阻塞版本会立即返回 nil，但阻塞版本会根据 timeout 阻塞一段时间，期间 Redis 可以执行其他命令，但执行该命令的客户端会表现为阻塞状态。
• 命令中如果设置了多个键，那么会从左向右进行遍历键，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素，命令立即返回。
• 如果多个客户端同时对一个键执行 pop，则最先执行命令的客户端会得到弹出的元素。

列表不为空时：
lpop user:1:messages 得到 x 元素
blpop user:1:messages 得到 x 元素
两者行为一致

列表为空时，且 5 秒内没有新元素加入：
lpop user:1:messages 立即得到 nil
blpop user:1:messages 5 执行命令 5 秒后得到 nil
两者行为不一致

列表为空时，且 5 秒内有新元素加入：
lpop user:1:messages 立即得到 nil
blpop user:1:messages 5 执行命令，直到新元素加入，得到新元素
两者行为不一致

基本列表命令

操作类型	命令	时间复杂度
添加	rpush key value [value …]	O(k)，k 是元素个数
	lpush key value [value …]	O(k)，k 是元素个数
	linsert key before/after pivot value	O(n)，n 是 pivot 距离头尾的距离
查找	lrange key start end	O(s+n)，s 是 start 偏移量，n 是 start 到 end 的范围
	lindex key index	O(n)，n 是索引的偏移量
	llen key	O(1)
删除	lpop key	O(1)
	rpop key	O(1)
	lrem key count value	O(k)，k 是元素个数
	ltrim key start end	O(k)，k 是元素个数
修改	lset key index value	O(n)，n 是索引的偏移量
阻塞操作	blpop key [key …] timeout	O(1)
	brpop key [key …] timeout	O(1)

Set 集合

集合类型也是保存多个字符串类型的元素的，但和列表类型不同的是，集合中：1）元素之间是无序的；2）元素不允许重复。一个集合中最多可以存储 2^32 - 1 个元素。Redis 除了支持集合内的增删查改操作，同时还支持多个集合取交集、并集、差集，合理地使用好集合类型，能在实际开发中解决很多问题。

SPOP

从 set 中删除并返回一个或者多个元素。注意，由于 set 内的元素是无序的，所以取出哪个元素实际是未定义行为，即可以看作随机的。

基本命令表

命令	描述	时间复杂度
SADD key member [member …]	向集合添加一个或多个成员	O(1)（单个元素），批量添加时为 O(k)，k 是成员个数
SCARD key	获取集合的成员数	O(1)
SISMEMBER key member	判断 member 元素是否是集合 key 的成员	O(1)
SMEMBERS key	返回集合中的所有成员	O(N)，其中 N 为集合中的成员数量
SPOP key [count]	移除并返回集合中的一个随机成员；如果指定了 count，则返回多个随机成员	O(1)（单个元素），指定 count 时为 O(count)
SREM key member [member …]	从集合中移除一个或多个成员	O(N)，其中 N 为被删除的成员数量
SMOVE source destination member	将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合	O(1)
SDIFF key [key …]	返回第一个集合与其他集合之间的差异（差集）	O(N)，其中 N 为所有集合中成员的总数量
SDIFFSTORE destination key [key …]	返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中	O(N)，其中 N 为所有集合中成员的总数量
SINTER key [key …]	返回所有给定集合的交集	O(N*M)，其中 N 为最小集合中元素的数量，M 为参数中集合的数量
SINTERSTORE destination key [key …]	返回所有给定集合的交集并存储在 destination 中	O(N*M)，其中 N 为最小集合中元素的数量，M 为参数中集合的数量
SUNION key [key …]	返回所有给定集合的并集	O(N)，其中 N 为所有集合中成员的总数量
SUNIONSTORE destination key [key …]	返回所有给定集合的并集并存储在 destination 中	O(N)，其中 N 为所有集合中成员的总数量
SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]	迭代集合中的元素	O(1)（每次调用），完整迭代为 O(N)

Zset 有序集合

有序集合保留了集合不能有重复成员的特点，但与集合不同的是，有序集合中的每个元素都有一个唯一的浮点类型的分数（score）与之关联，这使得有序集合中的元素是可以维护有序性的，但这个有序不是用下标作为排序依据而是用这个分数。

有序集合中的元素是不能重复的，但分数允许重复。类比于一次考试之后，每个人一定有一个唯一的分数，但分数允许相同。

ZADD 命令

添加或者更新指定的元素以及关联的分数到 zset 中，分数应该符合 double 类型，+inf/-inf 作为正负极限也是合法的。

ZADD 的相关选项：

• XX：仅仅用于更新已经存在的元素，不会添加新元素。
• NX：仅用于添加新元素，不会更新已经存在的元素。
• CH：默认情况下，ZADD 返回的是本次添加的元素个数，但指定这个选项之后，就会还包含本次更新的元素的个数。
• INCR：此时命令类似 ZINCRBY 的效果，将元素的分数加上指定的分数。此时只能指定一个元素和分数。

基本命令表

命令	描述	时间复杂度
ZADD key score member [score member …]	添加一个或多个成员到有序集合，或者更新已存在成员的分数。	O(k * log(n))，其中 k 是添加的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZCARD key	获取有序集合的成员数。	O(1)
ZSCORE key member	返回有序集中，成员的分数值。	O(1)
ZRANK key member	返回有序集中指定成员的排名（从 0 开始，按分数升序）。	O(log(n))，其中 n 是当前有序集合的元素个数。
ZREVRANK key member	返回有序集中指定成员的排名（从 0 开始，按分数降序）。	O(log(n))，其中 n 是当前有序集合的元素个数。
ZREM key member [member …]	移除有序集合中的一个或多个成员。	O(k * log(n))，其中 k 是删除的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZINCRBY key increment member	为有序集中成员的分数加上增量 increment。	O(log(n))，其中 n 是当前有序集合的元素个数。
ZRANGE key start end [WITHSCORES]	返回有序集中指定区间内的成员，按分数从低到高排序。	O(k + log(n))，其中 k 是获取的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZREVRANGE key start end [WITHSCORES]	返回有序集中指定区间内的成员，按分数从高到低排序。	O(k + log(n))，其中 k 是获取的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]	返回所有成员的分数在 [min, max] 范围内的成员，按分数从低到高排序。	O(k + log(n))，其中 k 是获取的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES]	返回所有成员的分数在 [max, min] 范围内的成员，按分数从高到低排序。	O(k + log(n))，其中 k 是获取的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZCOUNT key min max	计算分数在 [min, max] 范围内的成员数量。	O(log(n))，其中 n 是当前有序集合的元素个数。
ZREMRANGEBYRANK key start end	移除有序集合中给定的排名区间的所有成员。	O(k + log(n))，其中 k 是移除的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZREMRANGEBYSCORE key min max	移除有序集合中所有分数在 [min, max] 范围内的成员。	O(k + log(n))，其中 k 是移除的成员个数，n 是当前有序集合的元素个数。
ZINTERSTORE destination numkeys key [key …]	计算给定的一个或多个有序集的交集，并将结果存储在新的有序集合中。	O(n * k) + O(m * log(m))，其中 n 是输入集合中的最小元素个数，k 是集合个数，m 是目标集合元素个数。
ZUNIONSTORE destination numkeys key [key …]	计算给定的一个或多个有序集的并集，并将结果存储在新的有序集合中。	O(n) + O(m * log(m))，其中 n 是输入集合的总元素个数，m 是目标集合元素个数。