Redis 基礎命令指北

基礎命令

1. Strings

redis 對此描述為 binary-safe strings。可以看出， strings 類型在 redis 中是以 二進制 形式存儲，這意味著 redis strings 可以用來存儲任何類型的數據，甚至是一張圖片。一個 string value 最大可以為 512M

redis 使用 sds(simple dynamic string) struct 來存儲 strings 數據。

<code>
struct
 
sdshdr
 {
    
unsigned
 
int
 len;  
    
unsigned
 
int
 
free
;  
    
char
 buf[];  
}/<code>

初始化時，free 為 0， 當 append key value 時， redis 會對該存儲空間擴容，擴容大小 = new_value.length * 2 ，但最大不能超過 1M (redis 中定義為 SDS_MAX_PREALLOC)。

這樣， redis 就能十分方便的獲取 string 長度(O(1))，減少內存擴容。

同樣，這種策略會預分配內存，產生不必要的內存浪費，所以當我們經常 append huge strings 時，就會產生很多不必要的浪費。

redis 在 3.2 版本後，對此做了優化，會根據 string 的長度，選擇不同的 SDS type

<code>
static
 
inline
 
char
 
sdsReqType
(
size_t
 string_size) {
    
if
 (string_size 
1
5
)   
        
return
 SDS_TYPE_5;
    
if
 (string_size 
1
8
)  
        
return
 SDS_TYPE_8;
    
if
 (string_size 
1
16
)  
        
return
 SDS_TYPE_16;
 
    
if
 (string_size 
1l
l
32
) 
        
return 
 SDS_TYPE_32;
    
return
 SDS_TYPE_64;
 
    
return
 SDS_TYPE_32;
 
}/<code>

strings 指令：

inrc / decr / incrby / decrby ：原子遞增/遞減

可以用來統計訪問量 / 點贊量 / 轉發量 等各種熟路

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
set
 
counter
 
18
OK
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
INCR
 
counter
(integer)
 
19
 
127.0
 
.0
.1
:6379>
 
DECR
 
counter
(integer)
 
18
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
INCRBY
 
counter
 
18
(integer)
 
36
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
DECRBY
 
counter
 
18
(integer)
 
18
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
get
 
counter
"18"
/<code>

get / set / getset / append ： 獲取 / 設置 / 設置同時返回值 / 追加

mget / mset ： 批量獲取 / 設置

<code> 
127.0
.0
.1
:6379>
 
MSET
 
k1
 
v1
 
k2
 
v2
 
k3
 
v3
OK
127.0
.0
 
.1
:6379>
 
MGET
 
k1
 
k2
 
k3
1
)
 
"v1"
2
)
 
"v2"
3
)
 
"v3"
/<code>

setex ： 設置 value 和過期時間

<code>127
.0
.0
.1
:6379
> 
SETEX
 
exp1
 10 
expv1
OK
# 獲取過期時間， 還有 7 秒
127 
.0
.0
.1
:6379
> 
ttl
 
exp1
(
integer
) 7
127
.0
.0
.1
:6379
> 
get
 
exp1
"
expv1
"
# 此時查詢時已過期
127
.0
.0
.1
:6379
> 
get
 
exp1
(
nil
)/<code>

setnx / strlen ： set not exists，即沒有時，才生效 / 獲取 value 長度

<code># 無 
nx
 這個  
key
 時， 設置成功
127
.0
.0
.1
:6379
> 
SETNX
 
nx
 
nxv
(
integer
) 1
127
.0
.0
.1
:6379
> 
get
 
nx
"
nxv
"
# 有 
nx
 這個 
key
 時， 設置失敗
127
.0
.0
.1
:6379
> 
SETNX
 
nx
 
nxvvvvvv 

(
integer
) 0
127
.0
.0
.1
:6379
> 
get
 
nx
"
nxv
"
# 獲取 
key
 為 
nx
 的 
value
 長度
127
.0
.0
.1
:6379
> 
STRLEN
 
nx
(
integer
) 3
127
.0
.0
.1
:6379
> 
get
 
nx
"
nxv 
"/<code>

更多 strings 相關命令參見 這裡

2. Lists

redis 的 list 是 linkedList ， 是根據插入順尋排列的 string 元素的集合， 一個 list 最大長度為 232 -1 。

list 節點 / 迭代器 / list 定義如下：

<code>
typedef
 
struct
 
listNode
 {
    
struct
 
listNode
 *
prev
;  
    
struct
 
listNode
 *
next
;  
    
void
 *value;  
} listNode;
​
typedef
 
struct
 
listIter
 {
    listNode *next;  
    
int 
 direction;  
} listIter;
​
typedef
 
struct
 
list
 {
    listNode *head;  
    listNode *tail;  
    
void
 *(*dup)(
void
 *ptr);  
    
void
 (*
free
)(
void
 *ptr);  
    
int
 (*match)(
void
 *ptr, 
void
 *key);  
    
unsigned
 
long
 len;  
} 
list
;/<code>

由此可見， redis 中的 list 是一個雙向鏈表。同時會保存頭尾節點和長度，所以獲取他們的時間複雜度都為 O(1)

所以， LPUSH，RPUSH， RPOP， LPOP ，RPOPLPUSH ， LLEN 等操作都十分高效

Lists 指令：

LPUSH / RPUSH ： 從頭部 / 尾部插入元素

<code>
127.0
.0 
.1
:6379>
 
LPUSH
 
list
 
l1
 
l2
(integer)
 
2
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"l2"
2
)
 
"l1"
127.0
.0
.1 
:6379>
 
RPUSH
 
list
 
r1
 
r2
(integer)
 
4
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"l2"
2
)
 
"l1"
3
)
 
"r1"
4 
)
 
"r2"
127.0
.0
.1
:6379>
 
del
 
list
/<code>

LRANGE ： 從列表中拿出一個 range 。

• 注意這個 range 是 閉合 的，比如你執行 lrange list 0 1 ，即 [0, 1] 而非 [0, 1) 。
• 負數表示倒數， 如 [0, -1] ，表示從 0 到最後一個數，即該 list 的全部元素

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
RPUSH
 
list
 
v1
 
v2
  
v3
(integer)
 
3
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"v1"
2
)
 
"v2"
3
)
 
"v3"
127.0
.0
.1
:6379>
 
del
  
list
/<code>

我們結合 LPUSH + LRANGE ，可以簡單的實現 timeline 功能

LTRIM：從頭部截取指定長度 slice 並存入該 key 中

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
lpush
 
list
 
v1
 
v2
 
v3
(integer)
 
3
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
 
)
 
"v3"
2
)
 
"v2"
3
)
 
"v1"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
LTRIM
 
list
 
0
 
1
OK
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
 
1
)
 
"v3"
2
)
 
"v2"
127.0
.0
.1
:6379>
 
del
 
list
/<code>

LPUSH + LTRIM 的組合，可以實現一個簡單的定長 list ，該 list 維護指定長度的最新元素

LINSERT : 在指定元素前/後插入原色

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
lpush
 
list
 
val
(integer)
 
1 

127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"val"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
linsert
 
list
 
before
 
val
 
val-before
(integer)
 
2
127.0
.0
.1 
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"val-before"
2
)
 
"val"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
LINSERT
 
list
 
after
 
val
 
val-after
(integer)
 
3
127.0
.0
.1 
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"val-before"
2
)
 
"val"
3
)
 
"val-after"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
LINSERT
 
list
 
before
 
noexist
 
noexist
(integer)
 
-1 

127.0
.0
.1
:6379>
 
lrange
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"val-before"
2
)
 
"val"
3
)
 
"val-after"
127.0
.0
.1
:6379>
 
del
 
list
/<code>

LPOP / RPOP

拿到並刪除 頭部 / 尾部 元素

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
rpush
 
list
 
head
 
middle
 
tail
(integer)
 
3
127.0
.0
.1
:6379>
 
lrange
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"head"
2
 
)
 
"middle"
3
)
 
"tail"
127.0
.0
.1
:6379>
 
LPOP
 
list
"head"
127.0
.0
.1
:6379>
 
RPOP
 
list
"tail"
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
  
0
 
-1
1
)
 
"middle"
127.0
.0
.1
:6379>
 
del
 
list
/<code>

LREM key count element ： 刪除元素

• count > 0 時， 從頭到尾 刪除與 element 相等的元素， 刪除 count 個
• count < 0 時， 從尾到頭 刪除與 element 相等的元素， 刪除 count 個
• count = 0 時， 刪除所有與 element 相等的元素

<code>
127.0
.0
.1
 
:6379>
 
RPUSH
 
list
 
1
 
2
 
1
 
2
 
1
 
2
(integer)
 
6
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
LREM
 
list
 
1
 
2
(integer)
 
1
127.0
.0
.1
:6379>
  
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"1"
 
2
)
 
"1"
 
3
)
 
"2"
 
4
)
 
"1"
 
5
)
 
"2"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
LREM
 
list
  
-1
 
2
(integer)
 
1
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"1"
 
2
)
 
"1"
 
3
)
 
"2"
 
4
)
 
"1"
 
127.0
 
.0
.1
:6379>
 
LREM
 
list
 
0
 
1
(integer)
 
3
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
list
 
0
 
-1
1
)
 
"2"
/<code>

RPOPLPUSH source dest

取出 source 尾節點放到 dest 的頭節點

• 如果 source 不存在，返回 nil ， 不執行任何操作
• 如果 dest 不存在，創建 dest，並執行操作
• 如果 source tail 元素 和 dest head 元素一致，依舊會 push
• 如果 source 和 dest 是同一個 list ，這個 list 就變成了一個 circular list

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
source
 
0
 
-1
1
)
 
"s"
 
2
)
 
"s"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
RPOPLPUSH
  
noexist
 
source
(nil)
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
source
 
0
 
-1
1
)
 
"s"
 
2
)
 
"s"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
keys
 
*
1
)
  
"source"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
RPOPLPUSH
 
source
 
dest
"s"
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
dest
 
0
 
-1
1
)
 
"s"
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
RPOPLPUSH
  
source
 
dest
"s"
127.0
.0
.1
:6379>
 
LRANGE
 
dest
 
0
 
-1
1
)
 
"s"
 
2
)
 
"s"
/<code>

BLPOP key1 key2 key3... timeout

LPOP 的阻塞版本，即 key1 , key2, key3 ... 任一監聽的 key 中都沒有值時，會阻塞到 timeout ，timeout 為 0 表示一直阻塞

• key1 -> key2 -> key3 按序查找，直到找到值
• 多個 client 監聽同一個 key 時，按監聽時間的早晚，依次返回給 client ，client 接收到後，下次監聽需要重新排隊
• multi 操作一次塞入多個值時，會先執行完 multi 操作，然後返回並刪除頭節點

BRPOP / BRPOPLPUSH

BRPOP 功能參考 BLPOP， 即阻塞版本的 RPOP，獲取並刪除尾節點

BRPOPLPUSH 即阻塞版本的 RPOPLPUSH ，從 source 獲取尾節點並放到 dest 的頭部

更多 lists 的操作命令參考 這裡

3. Sets

sets 底層主要基於 hash 表和 inset 數據結構實現。

無序且去重的 set 集合，最大可存儲 232 -1 個元素。

SADD key ele1 ele2 ele3 ...

SCARD / SMEMBERS key

SISMEMBER key ele

添加 / 獲取 set 元素數量 / 獲取 set 所有元素 / 確定一個元素是否在集合中

SDIFF key1 key2 key3 ...

SDIFFSTORE dest key1 key2

• sdiff ：獲取 key1 與 key2， key3 的
  差集，即 key2 不存在與 key2， key3 中的元素
• sdiffstore：與 LRPOPLPUSH 類似，將 sdiff 的結果放到 dest set 中，注意，如果 dest 中有元素，則元素會被清空

SINTER key key1 key

SINTERSTORE dest key key1 key2

與 sdiff /sdiffstore 類似，這組命令是取 交集

SUNION key1 key2 key3 ...

SUNIONSTORE dest key1 key2 key3 ...

同樣，這裡取並集

SMOVE source dest ele

SREM key ele1 ele2

• 移動 source 中的 ele 到 dest 集合中
• 將 key 中元素 ele1 ele2 刪除

SRANDMEMBER / SPOP

• srandmember key count ： 從 set 中隨機取出元素0 ≤ count ≤ set length ：隨機返回 count 個元素, 無放回隨機count > set length ： 返回全部 set 元素count 為負數時， 隨機返回 count 個元素，此時為 有放回隨機 ， 這也意味著， count 可以為一個絕對值大於 set length 的負數。
• spop key count ： spop 的 count 不能為負數，其他行為與 srandmember 一致，spop 會同時刪除取出的元素

SSCAN key cursor [MATCH pattern] count

是一個基於遊標的迭代器。它會返回遊標以及查詢到的元素。

該命令保證

• 從完整遍歷開始到結束，所有存在於 key 中的元素都會被返回
• 開始前被移除且直到結束都未加入的元素，不會被返回
• 同一個元素可能被迭代多次
• 一個元素在迭代過程中被添加或刪除，不保證一定返回或不返回

更多 Sets 相關命令參見 這裡

4. Sorted sets

sorted sets 底層主要基於 跳躍表 實現，關於跳躍表，作者表示也不是很清楚，需要先去加強一波學習，這裡不再展開，可參考文末的 reference 系列文章。

sorted sets 與 sets 十分類似，但是 sorted sets 會給每個 element 添加一個 score，用來給元素排序。sorted sets 不允許相同的元素，但運行相同分數的元素。當查詢多個相同分數的元素時，返回結果為元素的字典排序

ZADD key [XX|NX] [CH] [INCR] score ele ...

添加一個或多個元素到 sorted set。

XX ： 僅更新已存在的元素，不添加新元素

NX ： 只添加新成員，不更新已存在的元素

CH ： 返回發生變化的元素總數，不添加則返回添加的元素總數

INCR ： 相當於 ZINCRBY ，為元素分數做遞增操作，使用該選項時，一次只能更新一個元素

ZCARD key

ZCOUNT key min max

ZSCORE key ele

• zcard key 返回 key 所有元素數量
• zcount key min mzx 返回指定 [min, max] 分數中的所有元素數量
• 查詢給定元素分數

ZLEXCOUNT key [min_ele [max_ele

查詢 min ele 和 max ele 之間的元素個數，包含本身，是閉區間！

• 查詢的元素前要加 [
  ，如 zlexcount sset [min [max
• - (減號) ， + (加號) 分別表示最小分數和最大分數元素， 如 zlexcount sset - + ，則返回 sset 這個 key 中的所有元素個數

ZINTERSTORE dest num key1 key2 [weights] [aggregate]

對 key1 key2 取交集，放入 dest 中，若 dest 已存在，則會清空 dest 後放入結果集

• num ，必須納入交集計算的 key 的個數，這裡 num 應該為 2
• weights ： 在存入 dest 之前，會按照給定的 weights 與元素 相乘 ，默認為 1
• aggregate ： 聚合方式， MAX ， MIN ， SUM ，默認 SUM

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
ZADD
 
a
 
1
 
1
 
1
 
2 
 
1
 
3
(integer)
 
3
127.0
.0
.1
:6379>
 
ZADD
 
b
 
2
 
2
 
2
 
3
 
2
 
4
(integer)
 
3
127.0
.0
.1
:6379>
 
ZADD
 
c
 
3 
 
3
 
3
 
4
 
3
 
5
(integer)
 
3
 
 
127.0
.0
.1
:6379>
 
ZINTERSTORE
 
dest
 
3
 
a
 
b
 
c
 
weights
 
10
 
1
 
1
 
aggregate
 
MAX
(integer)
 
1 

127.0
.0
.1
:6379>
 
ZRANGE
 
dest
 
0
 
-1
 
withscores
1
)
 
"3"
2
)
 
"10"
/<code>

ZPOPMAX / ZPOPMIN key [count]

ZRANGE / ZREVRANGE key start stop [withscores]

ZRANGEBYLEX / ZREVRANGEBYLEX key [min [max [limit offset count]

ZRANGEBYSCORE

• 獲取並刪除給定 count 個元素，按照 score 的最大值 / 最小值排序
• 按照分數從小到大(zrevrange 從大到小) 排序，score 相同則按照字典序排列
• zrangebylex ： 按字典排序，獲取 [min, max] 中元素，
  不要在 score 不一致的 key 中使用該指令，因為獲取的結果會不準min , max 參考 zlexcount 說明， 使用 ( 獲取開區間結果集limit offset count ： 是否分頁， offset ， count 分別為起始位置和返回結果數量以 ASCII 字符集排序，所以對大小寫敏感，對 utf-8 字符集不友好

ZRANK key element

ZREVRANK key element

從小到大(zrevrank 從大到小) 獲取指定 ele 的 index

ZREM key ele1, ele2 ...

ZREMRANGEBYRANK key start stop ...

ZREMRANGEBYLEX key min max

ZREMRANGEBYSCORE key min max

• 刪除指定元素
• 按照給定索引刪除
• 按照給定元素區間，按照字典序刪除
• 按照給定分數區間刪除

更多 Sorted Sets 相關命令參見 這裡

5. Hashes

hash 在 redis 底層是通過 dict 數據結構來實現的，即字典，java 中的 map ，都是類似的數據結構

<code>
typedef
 
struct
 
dictEntry
 {
    
void
 *key;
    
union
 {
        
void
 *val;
        
uint64_t
 u64;
        
int64_t
 s64;
        
double
 d;
    } v;
     
    
struct
 
dictEntry
 *
next
;
} dictEntry;

typedef
 
struct
 
dictht
 {
    dictEntry **table;
    
unsigned
 
long
 size;
    
unsigned
 
long
 sizemask;
    
unsigned
 
long
 used;
} dictht;

typedef
 
 
struct
 
dict
 {
    dictType *type;
    
void
 *privdata;
    dictht ht[
2
];  
    
long
 rehashidx;  
    
unsigned
 
long
 iterators;  
} dict;/<code>

當出現 hash 衝突時， redis 會通過一個鏈表來處理。

你還可以在 這裡 看更詳盡的解釋

一個 hash 最多可包含 232 -1 個 k-v 對

• HSET key field1 v1 field2 v2 ... ：新增/更新 kv
• HSETNX key field value ：not exist，即不存在 field 時插入， key 不存在會新建
• HGET key field ：獲取 field 的 value , field 不存在時返回 nil
• HGETALL key ：獲取 key 中所有 kv
• HDEL key field1 field2：刪除指定 field
• HEXISTS key field ：field 是否存在
• HINCRBY key field step ： 增加 field 對應 value 值，不存在則新建該 field， step 作為值
• HINCRBYFLOAT key field step ：同上，增加或新增 float 類型
• HLEN key ：獲取 key 的 field 個數
• HKEYS key ： 獲取 key 中所有 field
• HVALS key ： 獲取 key 中所有 value
• HSTRLEN key field ：獲取 field 對應 value 的長度
• HMGET ： 獲取多個 field 值，field 不存在時，返回 nil hmget key field1 field1
• HMSET ： 批量新增/更新 field，hmset key field1 v1 field2 v2
• HSCAN ：

更多 Hash 相關命令參見 這裡

6. 其他命令

bitmap， geo， hyperLogLog 參見 這裡

更多命令參見 redis.cn or redis

pipeline

當我們需要多個操作時， 通常的辦法是，client --> op1 --> redis --> client --> op2 --> redis ...

每次 op 操作，都需要先和 redis 建立連接，而後再操作。雖然連接建立耗時極短，但當網絡不好時，仍然是一筆開銷，而 pipeline 則可以很好的解決這個問題。

pipeline 和我們常說的管道基本一致，它能在 client 和 redis server 之間建立連接通道，而後每次操作都在該通道下進行，所有操作完成後，再關閉 pipeline

當我們通過 pipeline 操作數據時，需要注意操作的個數，因為 redis 需要耗費內存來組織需要返回的數據。所以我們需要控制 pipeline 內的 op 個數，分批處理。

pipeline 操作是非原子性的，如果要保證其原子性，可以通過 multi exec 來保證

事實上， pipiline 能處理的事情，都可以通過腳本來處理，腳本還能夠處理有依賴關係的數據。lua>

PUBSUB

在 redis 中， 通過幾個簡單的命令就可以實現 pub/sub 。

我們在一個 terminal 中使用 subscribe 命令

<code>
127.0
.0
.1
:6379>
 
SUBSCRIBE
 
chan1
 
chan2
Reading
 
messages...
 
(press
 
Ctrl-C
  
to
 
quit)
1
)
 
"subscribe"
2
)
 
"chan1"
3
)
 
(integer)
 
1
1
)
 
"subscribe"
2
)
 
"chan2"
3
)
 
(integer)
 
2
 
1
)
 
"message"
 
2
)
 
"chan1"
3
)
 
"From chan1"
/<code>

該命令會阻塞監聽兩個 channel： chan1 和 chan2 ， 如果 channel 不存在，則會創建。

我們同樣可以使用 psubscribe 命令來使用通配符監聽 channel， 如 psubscribe chan*

我們還可以通過 unsubscribe 和 punsubscribe (支持通配符) 來取消訂閱

我們在另一個 terminal 通過 publish chan1 value1 發送消息，訂閱方就能收到消息

在 redis 的 server.h 中，定義了一個用來存儲 pubsub 數據的 key=channel , value=client 的 dict

<code>
dict
 *pubsub_channels;/<code>

• 當有 client subscribe 時， redis 就會往這個 dict 中添加 的一堆鍵值對， 多個 client 註冊同一個 channel 時， client 的存儲就變成 dict 中的 list。
• 當有人 publish 值到 channel 時， redis 會先通過 channel 查詢到對應的 client list ，然後依次發送給各個 client。
• 退訂 channel 時， 只需要找到 channel 下的 client ，從 dict 中剔除即可

如果 publisher 在 publish 時沒有 subscriber 監聽，那麼該條消息就會丟失。

Reference

• redis 官網
• redis 中文
• redis 設計與實現 老版
• redis 設計與實現 3.0 版
• 深入瞭解 redis 底層數據結構
• 圖解 redis 五種數據結構底層實現

關鍵字: list 命令 count