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前言
Redis提供了5种数据结构，理解每种数据结构的特点对于Redis开发运维⾮常重要
- 预备知识：几个全局命令，数据结构，内部编码，单线程模式机制分析
- 5种数据结构的特点、命令使用、应用场景示例
- 键遍历、数据库管理
基本全局命令
Redis有5种数据结构，但它们都是键值对种的值，对于键来说有⼀些通⽤的命令。
KEYS
- h?llo 匹配 hello , hallo和hxllo等
- h*llo 匹配 hllo，heeeello
- h[ae]llo 只匹配hallo，hello
- h[^e]llo 匹配hallo，hbllo...不匹配hello
- h[a-b]llo 匹配hallo到hbllo
语法：
KEYS pattern返回值：
匹配pattern的所有key
从上面可以看出
？ 只能匹配单个字符，且不能为空
* 可以匹配0到多个字符
[xyz] 可以单独匹配x与y与z，能够匹配[]中的单个字符
^ 就代表非的意思
[a-b] 中间有 ' - '就是a到b的意思即字符在a-b之间的都能匹配
EXISTS
判断某个key是否存在
语法：
EXISTS key [key ...]返回值：key存在的个数
示例：
DEL
删除指定的key
语法：
DEL key [key ...]返回值：删除掉的key的个数
EXPIRE
为指定的key添加秒级的过期时间(Time To Live TTL)
语法：
EXPIRE key seconds返回值：1表示设置成功，0表示设置失败
TTL
获取指定key的过期时间，秒级
语法：
TTL key返回值：
剩余过期时间，-1表示没有关联过期时间，-2表示key不存在
TYPE
返回key对应的数据类型
语法：
TYPE key
返回值：none、string、list、set、zset、hash、stream
示例:
数据结构和内部编码
type 命令实际返回的就是当前键的数据结构类型，它们分别是：string（字符串）、list（列表）、hash（哈希）、set（集合）、zset（有序集合），但这些只是Redis对外的数据结构
内部编码：
可以看到每种数据结构都有⾄少两种以上的内部编码实现，例如list数据结构包含了linkedlistziplist两种内部编码。同时有些内部编码，例如ziplist，可以作为多种数据结构的内部实现，可以通
过object encoding命令查询内部编码
这样设计有两个好处：
- 可以改进内部编码的同时，对外的数据结构和命令使用毫无影响，对用户来说基本无感知
- 多种编码可以实现在不同场景发挥各自的优势，例如ziplist节省内存，但是在列表元素比较多的情况下性能会下降，这时候Redis就会根据配置选项将列表类型的内部转化成linkedlist，整个过程用户感受不到
单线程架构
Redis使⽤了单线程架构来实现⾼性能的内存数据库服务
引出单线程模型
现在开启三个redis-cli客户端同时在一个redis-server下同时执行命令
客户端1：set hello world
客户端2：incr counter
客户端3：incr counter
虽然这三个命令时同时发送的，但是从微观上看，这些命令还是线性的方式执行的，只是原则上的执行顺序不定，但是一定不会有两条命令同时执行，这就可以想象redis内部只有一个服务窗口，多个客户端按照 他们达到的先后顺序排队在串口前，依次接受Redis的服务，所以客户端2和客户端3同时对counter自增，并不会产生并发问题。
为什么单线程还这么快？
通常来讲，单线程处理能⼒要⽐多线程差，那为什么Redis使用单线程模型会达到万级的处理能力呢？
可以归结为一下三点
- 1.纯内存访问。内存响应时间大约为100纳秒
- 2.非阻塞IO。Redis使用epoll作为I/O多路复用技术的实现，不在网络I/O上浪费过多时间
- 3.单线程避免了线程切换和线程竞争产生的小号，简化了模型。
虽然单线程给Redis带来很多好处，但还是有⼀个致命的问题：对于单个命令的执⾏时间都是有
要求的。如果某个命令执⾏过⻓，会导致其他命令全部处于等待队列中，迟迟等不到响应，造成⼾
端的阻塞，对于Redis这种⾼性能的服务来说是⾮常严重的，所以Redis是⾯向快速执⾏场景的数据库。
String字符串
⾸先Redis中所有的键的类型都是字符串类型，⽽且其他⼏种数据结构也都是在字符串类似基础上构建的，例如列表和集合的元素类型是字符串类型，所以字符串类型能为其他4种数据结构的学习奠定基础
TIPS：由于Redis内部存储字符串完全是按照⼆进制流的形式保存的，所以Redis是不处理字符集编码问题的，客⼾端传⼊的命令中使⽤的是什么字符集编码，就存储什么字符集编码
字符串数据类型
常见命令
SET
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。
语法：
SET key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX]
选项：
- EX seconds ： 使用秒级作为单位设置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，如果之前key已经存在就不设置了
- XX ： 只在key存在的时候再进行设置，如果之前key不存在，就不设置
返回值：
- 成功返回OK
- 如果由于SET指定NX或者XX不满足条件，SET不会执行并返回nil
GET
获取key对应的value。如果不存在就返回nil，如果key的类型不是string就会报错
语法
GET key返回值：key对应的value，或者nil当key不存在
MGET
⼀次性获取多个key的值。如果对应的key不存在或者对应的数据类型不是string，返回nil。
语法：
MGET key [key ...]返回值：对应value的列表
示例：
MSET
⼀次性设置多个key的值
语法：
MSET key value [key value ...]返回值：永远是OK
示例：
SETNX
设置key-value但只允许在key之前不存在的情况下
语法：
SETNX key value返回值：1表示设置成功，0表示设置失败
示例：
SETXX 只允许在key之前存在的情况下
计数命令
INCR
将key对应的string表⽰的数字加⼀。如果key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的string不是⼀个整型或者范围超过了64位有符号整型，则报错。
语法：
INCR key返回值：integer类型的加完后的值
示例：
DECR同理，但DECR是减一
INCRBY
将key对应的string表⽰的数字加上对应的值。如果key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的string不是⼀个整型或者范围超过了64位有符号整型，则报错。
语法：
INCRBY key decrement返回值：integer类型加完后的数值
示例：
DECRBY同理，不过是减去对应的值
INCRBYFLOAT
将key对应的string表⽰的浮点数加上对应的值。如果对应的值是负数，则视为减去对应的值。如果
key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的不是string，或者不是⼀个浮点数，则报
错。允许采⽤科学计数法表⽰浮点数。
语法：
INCRBYFLOAT key increment返回值：加/减完之后的值
其他命令
APPEND
如果key已经存在并且是⼀个string，命令会将value追加到原有string的后边。如果key不存在，
则效果等同于SET命令。
语法：
APPEND key valueGETRANGE
返回key对应的string的⼦串，由start和end确定（左闭右闭）(start,end)。可以使⽤负数表⽰倒数。-1代表
倒数第⼀个字符，-2代表倒数第⼆个，其他的与此类似。超过范围的偏移量会根据string的⻓度调整成正确的值
语法：
GETRANGE key start end返回值：string类型的字符串
示例：
SETRANGE
覆盖字符串的一部分，从指定的偏移开始
语法：
SETRANGE key offset value返回值：替换后的string长度
示例：
STRLEN
获取key对应的string的⻓度。当key存放的类似不是string时，报错
语法：
STRLEN key返回值：
string的长度，或当key不存在的时候，返回0
示例：
内部编码
字符串的内部编码有三种：
- int：8个字节长整型
- embstr：小于等于39个字节的字符串
- raw：大于39个字节的字符串
Redis会根据当前值的类型和⻓度动态决定使⽤哪种内部编码实现。
示例：