深入理解Redis中精妙的八种数据类型（redis的八种数据类型）

深入理解Redis中精妙的八种数据类型

Redis，全称为Remote Dictionary Server，是一个内存数据库，其数据存储结构非常灵活，包括字符串、哈希、列表、集合、有序集合、地理位置等8种数据类型。以下将逐一介绍这8中数据类型。

1.字符串类型

Redis中的字符串类型是最基本的数据结构，可以存储任意类型的数据，包括字符串、整数和浮点数。字符串类型还有很多操作方法例如set和get等，其优点是快速、简便。

2.哈希类型

Redis中的哈希类型可以存储多个键值对，类似于关联数组。常常用于存储用户信息、商品信息等结构化数据，其优点是增删改查全部为O(1)的复杂度。

#示例代码
#哈希类型的基本操作：hset、hget、hmset、hmget
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#hset，设置单个键值对
r.hset('user:001', 'name', 'Tom')
#hget，获取单个键值对
print(r.hget('user:001', 'name').decode('utf-8'))
#hmset，设置多个键值对
r.hmset('user:002', {'name': 'Jerry', 'age': 18, 'gender': 'male'})
#hmget，获取多个键值对
print(r.hmget('user:002', 'name', 'age', 'gender'))

3.列表类型

Redis中的列表类型可以存储一个有序的字符串列表，类似于数组或队列。常常用于消息队列等场景下，其优点是添加元素和删除元素都为常数时间复杂度。

#示例代码
#列表类型的基本操作：lpush、rpush、lrange、lpop、rpop
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#lpush，添加元素到列表头部
r.lpush('queue', 'task1', 'task2')
#rpush，添加元素到列表尾部
r.rpush('queue', 'task3', 'task4')
#lrange，获取列表元素
print(r.lrange('queue', 0, -1))
#lpop，从列表头部弹出元素
print(r.lpop('queue'))
#rpop，从列表尾部弹出元素
print(r.rpop('queue'))

4.集合类型

Redis中的集合类型可以存储多个无序的字符串，相比于列表类型，集合类型可以去重，且添加和删除元素都为快速常数时间复杂度。

#示例代码
#集合类型的基本操作：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，获取集合所有元素
print(r.smembers('set1'))
#srem，删除集合中的元素
r.srem('set1', 'value1')
#spop，随机弹出集合中的一个元素
print(r.spop('set1'))

5.有序集合类型

Redis中的有序集合类型类似于集合类型，但是其每个元素都有一个可排序的分数，且元素是根据其分数排序的。常常用于排行榜、热门商品等场景下。

#示例代码
#有序集合类型的基本操作：zadd、zrange、zrem、zrevrange
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#zadd，设置元素分数
r.zadd('zset', {'member1': 10, 'member2': 20, 'member3': 30})
#zrange，获取根据分数排序的元素列表
print(r.zrange('zset', 0, -1, withscores=True))
#zrem，删除元素
r.zrem('zset', 'member1')
#zrevrange，获取分数倒序排序的元素列表
print(r.zrevrange('zset', 0, -1, withscores=True))

6.位图类型

Redis中的位图类型是一个二进制的数据结构，可以用于节省内存。比如可以用位图类型来表示某个用户是否在线，每个用户使用1个bit存储即可，占用小，查询速度快。

#示例代码
#位图类型的基本操作：setbit、getbit、bitcount
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#setbit，设置某个位为1
r.setbit('user:001', 0, 1)
#setbit，获取某个位的值
print(r.getbit('user:001', 0))
#bitcount，获取指定范围内所有位为1的个数
print(r.bitcount('user:001', 0, -1))

7.流类型

Redis中的流类型是一个时间序列的消息队列，类似于Kafka。可以用于数据日志、消息队列、时间序列等场景下，其优点是日志和消费消息都是O(1)的时间复杂度。

#示例代码
#流类型的基本操作：xadd、xread、xdel
import redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
#xadd，添加一条消息到流
r.xadd('stream', {'name': 'Tom', 'age': 18})
#xread，读取指定流的消息
print(r.xread({'stream': 0}, count=100)[0][1])
#xdel，删除指定消息
r.xdel('stream', '1609641737518-0')

8.地理位置类型

Redis中的地理位置类型可以存储地理坐标信息，并支持搜索附近的元素。可以用于LBS场景下，其优点是快速、精度较高。

#示例代码
#地理位置类型的基本操作：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，查找周围元素
print(r.georadius('citypos', 121.472644, 31.231706, radius=50, unit='km', withdist=True, withcoord=True))

结语

Redis的8种数据类型涵盖了大部分的场景，不过这只是Redis的冰山一角，实际上它还有很多其他特性，如事务、Pub/Sub、Lua脚本等。对于Redis的应用开发者而言，深入理解这些特性是必须的。