Redis学习记录

一、基本操作

启动与连接

• redis-server：启动Redis服务，执行该命令后，Redis会在后台运行，并监听默认的端口6379。
• redis-cli：连接到Redis服务器的命令行客户端，通过它用户可以与Redis进行交互，发送命令并接收响应。
• telnet 127.0.0.1 6379：使用telnet工具连接到本地的Redis服务器，端口号为6379，这是一种替代方式，当redis-cli不可用时可以使用。
• quit或exit：用于退出Redis客户端，结束与服务器的连接。

键操作

• DEL key [key ...]：删除一个或多个键及其对应的值。当键不存在时，该命令不会执行任何操作。
• STRLEN key：获取指定键的值的字符串长度。如果键不存在或值不是字符串类型，则返回0。

二、字符串

字符串是Redis中最基本的数据类型，它可以存储文本、数字等各种类型的数据。

设置与获取值

• SET key value：将键key的值设置为value，如果键已经存在，会覆盖原来的值。
• SETEX key seconds value：将键key的值设置为value，并设置其过期时间为seconds秒，适用于需要定时删除键值的情况。
• PSETEX key milliseconds value：与SETEX类似，但过期时间以毫秒为单位，提供了更精确的时间控制。
• SETNX key value：只有在键key不存在的情况下，才将key的值设置为value，可用于实现简单的分布式锁功能。
• GET key：返回键key的值，如果键不存在，则返回nil。
• GETSET key value：将键key的值设置为value，并返回设置前的旧值，若没有旧值则返回nil，该命令原子执行，保证了操作的完整性。
• APPEND key value：如果键key存在并且值是一个字符串，则把value追加到现有值的末尾；如果key不存在，则将key的值设置为value，返回追加后的字符串长度。
• SETRANGE key offset value：从偏移量offset开始，用value字符串覆盖键key存储的原字符串，offset从0开始计数，返回修改后新的value字符串的长度。
• GETRANGE key start end：返回键key存储的字符串的从start到end之间（包括start和end）的部分，即获取指定范围的子字符串。

数字操作

• INCR key和DECR key：将键key存储的数字值value加一或减一。若key不存在则值先初始化为0再加一或减一；若key存储的值不能被解释为数字，则返回错误。
• INCRBY key increment和DECRBY key decrement：将键key存储的数字值value加上或减去一个increment/decrement的量，若key不存在则值先初始化为0再加减，若key存储的值不能被解释为数字，则返回错误。
• INCRBYFLOAT key increment：将键key存储的浮点数值value加上一个increment的增量，若key不存在则值先初始化为0再执行加上增量的操作，若key存储的值或increment不能被解释为浮点数值，则返回错误。

批量操作

• MSET key value [key value ...]：同时为多个键设置值，一次性执行多个SET操作，提高效率。
• MGET key [key ...]：返回给定的一个或多个键的值，一次性获取多个键的值，减少网络往返时间。
• MSETNX key value [key value ...]：当所有给定的key都不存在时才同时为多个键设置值，只要有其中一个key已经存在，那么所有值都不会被继续设置，可用于确保多个键值的同时设置原子性。

三、列表

列表是Redis中的一种有序数据结构，它允许在两端进行快速的插入和删除操作。

元素添加

• LPUSH key element [element ...]：将一个或多个元素添加到列表key的表头（左侧），多个值则从左至右依次插入表头，即第一个元素会成为新的头元素。如果列表key不存在，则创建一个然后执行LPUSH插入操作；如果列表key存在但不是列表类型，则返回错误。
• RPUSH key element [element ...]：将一个或多个元素添加到列表key的表尾（右侧），多个值则从左至右依次插入表尾，即最后一个元素会成为新的尾元素。如果列表key不存在，则创建一个然后执行RPUSH插入操作；如果列表key存在但不是列表类型，则返回错误。
• LPUSHX key element [element ...]和RPUSHX key element [element ...]：当且仅当key存在并且是一个列表的时候，才执行LPUSH或RPUSH操作，用于在列表存在时才添加元素。

元素移除与获取

• LPOP key [count ...]和RPOP key [count ...]：将一个或count个元素从列表头或尾方向移除并将其返回，如果列表key不存在，则返回nil。
• LREM key count element：移除列表key中与element相等的count个元素，返回被移除的元素的数量，count为正数时从头到尾移除，count为负数时从尾到头移除，count为0时移除所有匹配的元素。
• LLEN key：返回列表key的长度，如果key不存在则返回0，如果key不是列表类型则返回错误。
• LINDEX key index：返回列表key中索引为index的元素，索引从0开始，支持负数索引，表示从尾部开始计数。
• LINSERT key BEFORE|AFTER pivot element：将元素element插入到列表key中，位于pivot之前（BEFORE）或者之后（AFTER），如果pivot不存在，则返回-1。
• LSET key index element：将列表key中索引为index的元素设置为element，如果索引超出范围，则返回错误。
• LRANGE key start stop：返回列表key中，位于start和stop之间的元素（包括start和stop），start和stop可以是负数，表示从尾部开始计数。
• LTRIM key start stop：只保留列表key中索引为start和stop之间的元素，其余元素被移除，用于裁剪列表。

阻塞式操作

• BLPOP key [key ...] timeout和BRPOP key [key ...] timeout：列表阻塞式弹出，分别是LPOP和RPOP的阻塞版本，当列表中没有任何元素时阻塞，直到超时或发现新的可弹出元素为止，适用于消费者-生产者模型，避免轮询带来的资源浪费。
• BRPOPLPUSH source destination timeout：是RPOPLPUSH的阻塞版本，当列表source中没有任何元素时阻塞，直到超时或发现新的可弹出元素为止，原子性地从source列表尾部弹出元素并添加到destination列表头部。

四、集合

集合是Redis中的一种无序且元素唯一的数据结构，适用于需要去重和集合运算的场景。

元素操作

• SADD key member [member ...]：将一个或多个元素加入到集合key中，已存在于集合中的元素将被忽略，返回成功添加的元素数量。
• SMEMBERS key：返回集合key中的所有成员，以数组形式返回。
• SISMEMBER key member：判断member是否是集合key的成员，是返回1，不是或key不存在返回0。
• SPOP key [count]：移除并返回集合key中的一个或count个随机元素，可用于随机抽样等场景。
• SRANDMEMBER key [count]：和SPOP类似，区别在于SRANDMEMBER只返回不移除元素，可指定返回多个随机元素。
• SMOVE source destination member：将member元素从source集合移动到destination集合，原子性操作，确保元素在两个集合间的转移不会出现中间状态。
• SCARD key：返回集合key的基数，即集合中元素的数量。
• SREM key member [member ...]：将一个或多个元素从集合key中移除，不存在的member元素将被忽略。

集合运算

• SINTER key [key ...]、SUNION key [key ...]和SDIFF key [key ...]：分别返回多个集合的交集、并集和差集，结果以数组形式返回。
• SINTERSTORE destination key [key ...]、SUNIONSTORE destination key [key ...]和SDIFFSTORE destination key [key ...]：与SINTER、SUNION、SDIFF类似，区别在于会将结果集保存到destination集合中，而不是单纯返回，若destination存在则将其覆盖，destination可以是key本身。

五、有序集合

有序集合是集合的一种升级版，它在元素唯一的基础上，还为每个元素关联了一个分数，从而可以对元素进行排序。

元素操作

• ZADD key [NX|XX] [GT|LT] [CH] [INCR] score member [score member ...]：将一个或多个member元素及其分数score加入到有序集合key中，NX表示仅当member不存在时插入，XX表示仅当member存在时更新分数，GT/LT表示仅当分数大于/小于当前分数时更新，CH表示仅当分数改变时才更新，INCR表示将分数加上给定的增量，返回结果根据选项不同而有所差异。
• ZSCORE key member：返回有序集合key中的成员member的分数值（score）。
• ZINCRBY key increment member：为有序集合key的成员member的分数值score加上一个增量increment，返回更新后的分数值。
• ZREM key member [member ...]：将一个或多个成员从有序集合key中移除，不存在的member成员将被忽略。

元素查询

• ZRANGE key start stop [WITHSCORES]和ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]：返回有序集合key中指定区间内的成员，从低到高或从高到低排列，可选择是否返回分数值。
• ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]和ZREVRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]：返回有序集合key中所有score值在指定区间内的成员，从低到高或从高到低排列，可限制返回的数量。
• ZRANK key member和ZREVRANK key member：返回有序集合key中成员member的排名，按照score从小到大或从大到小排列，排名从0开始计数。
• ZCARD key：返回有序集合key的基数，即集合中成员的数量。
• ZCOUNT key min max：返回有序集合key中，分数值score在min和max之间（包括等于）的成员的数量。

元素移除

• ZREMRANGEBYRANK key start stop、ZREMRANGEBYSCORE key min max和ZREMRANGEBYLEX key min max：分别移除有序集合key中指定排名区间、分数区间或字典序区间内的所有member，按照score从小到大排列。

六、哈希

哈希是Redis中用于存储键值对集合的数据结构，适用于将多个字段和值关联起来的场景。

字段操作

• HSET key field value [field value ...]：将哈希表key中的域field的值设置为value，如果域已存在，则覆盖原来的值，返回1表示成功设置，返回0表示域已存在且值未改变。
• HGET key field：返回哈希表key中给定域field的值，如果域不存在，则返回nil。
• HEXISTS key field：判断给定域field是否存在于哈希表key中，存在返回1，不存在返回0。
• HDEL key field [field ...]：删除哈希表key中的一个或多个指定域field，返回成功删除的域的数量。
• HLEN key：返回哈希表key中域的数量。
• HSTRLEN key field：返回哈希表key中，给定域field相关联的值的字符串长度。

批量操作

• HMGET key field [field ...]：返回哈希表key中一个或多个给定域field的值，一次性获取多个域的值，减少网络交互。
• HMSET key field value [field value ...]：设置多个key-value对，功能同HSET相同，但已过时，建议使用HSET代替。
• HGETALL key：返回哈希表key中所有的域和值，以数组形式返回，适用于需要获取整个哈希表内容的场景。

增量操作

• HINCRBY key field increment和HINCRBYFLOAT key field increment：将哈希表key中field的值加上整数或浮点数增量increment，若field不存在则初始化为0再执行增量操作。

七、流

流是Redis 5.0引入的一种数据结构，用于处理实时数据流，支持消息的发布与订阅、消息持久化等功能。

消息操作

• XADD key [NOMKSTREAM] [MAXLEN|MINID [=|~] threshold [LIMIT count]] *|id field value [field value ...]：向流追加一个新的消息，如果key不存在则创建。NOMKSTREAM表示如果key不存在且没有指定MAXLEN等选项，则不创建流；MAXLEN或MINID用于限制流的最大长度或最小ID，超过限制时会自动删除旧消息；*表示自动生成消息ID，也可指定id。
• XLEN key：返回流key中消息的数量。
• XRANGE key start end [COUNT count]：返回流key中，id位于start和end之间的消息（包括start和end），可限制返回的消息数量。
• XREAD [COUNT count] [BLOCK milliseconds] STREAMS key [key ...] id [id ...]：读取和返回流key中比id大的消息，若没有则阻塞至消息可用，适用于消费者获取新消息的场景。

消费者组操作

• XGROUP CREATE key groupname id|$ [MKSTREAM] [ENTRIESREAD entries_read]：创建一个消费者组，groupname为消费者组名称，id指定消费者组开始读取消息的ID，$表示从最新消息开始读取，MKSTREAM表示如果流不存在则创建，ENTRIESREAD用于指定已读取消息的数量。
• XACK key group id [id ...]：确认消费者组group中的消费者已成功接收并处理消息id，返回成功确认的消息数量。
• XCLAIM key group consumer min-idle-time id [id ...]：将消息id从消费者组group的pending队列中取出，重新分配给consumer消费者，当消息在pending队列中滞留时间超过min-idle-time时使用，用于处理消息消费失败或超时重试的情况。
• XDEL key id [id ...]：从流key中移除消息id，返回成功移除的消息数量。
• XINFO STREAM key [FULL [COUNT count]]：返回流key的详细信息，包括长度、第一个消息ID、最后一个消息ID、消费者组列表等，FULL选项可获取更详细的信息，COUNT限制返回的消息数量。
• XINFO GROUPS key：返回流key的消费者组列表，包括消费者组名称、消费者数量、pending消息数量等。
• XINFO CONSUMERS key groupname：返回消费者组groupname中的消费者列表，包括消费者名称、pending消息数量、最新交付的消息ID等。
• XTRIM key MAXLEN|MINID [=|~] threshold [LIMIT count]：从流的开头删除消息，根据MAXLEN或MINID条件，删除超过阈值的消息，LIMIT限制一次删除的最大消息数量。

八、地理空间

Redis的地理空间功能允许存储和查询地理位置信息，基于经纬度坐标。

地理位置操作

• GEOADD key [NX|XX] [CH] longitude latitude member [longitude latitude member ...]：添加一个或多个成员到地理空间中，NX表示仅当member不存在时添加，XX表示仅当member存在时更新位置，CH表示返回添加或更新的元素数量，longitude和latitude是经度和纬度，member是位置名称。
• GEOPOS key member [member ...]：返回一个或多个成员的位置经纬度信息，以数组形式返回，每个元素包含经度和纬度。
• GEODIST key member1 member2 [M|KM|FT|MI]：返回两个成员member1和member2之间的距离，单位可选米（M）、公里（KM）、英尺（FT）或英里（MI），默认为米。
• GEOHASH key member [member ...]：以哈希字符串的形式返回成员的地理信息，该哈希字符串可以用于地理编码和索引。

地理搜索

• GEORADIUS key longitude latitude radius M|KM|FT|MI和GEORADIUSBYMEMBER key member radius M|KM|FT|MI：分别以经纬度坐标或成员member为中心，查询半径为radius范围内的成员，返回结果可包含距离、经纬度等信息。
• GEOSEARCH key FROMMEMBER member|FROMLONLAT longitude latitude BYRADIUS radius M|KM|FT|MI|BYBOX width height M|KM|FT|MI [ASC|DESC] [COUNT count [ANY]] [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH]：指定范围内搜索member并返回，可以按成员（FROMMEMBER）或按经纬度（FROMLONLAT），范围可以是圆形（BYRADIUS）或矩形（BYBOX），可指定排序方式、返回数量和附加信息。
• GEOSEARCHSTORE destination source FROMMEMBER member|FROMLONLAT longitude latitude BYRADIUS radius M|KM|FT|MI|BYBOX width height M|KM|FT|MI [ASC|DESC] [COUNT count [ANY]] [STOREDIST]：与GEOSEARCH相同，指定范围内搜索，并将结果存储至destination，STOREDIST选项可仅存储距离信息。

九、HyperLogLog

HyperLogLog是一种用于近似计数的算法，Redis实现了该数据结构，用于统计唯一元素的数量，具有较小的内存占用。

• PFADD key [element [element ...]]：添加一个或多个元素到HyperLogLog中，若key不存在则创建一个，返回1表示添加成功且基数估计可能改变，返回0表示添加成功但基数估计未改变。
• PFCOUNT key [key ...]：返回一个或多个key的近似基数，当有多个key时，返回它们的并集的近似基数。
• PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey ...]：将一个或多个sourcekey合并至destkey，destkey会包含合并后的近似基数信息，如果destkey存在则会被覆盖。

十、位图与位域

位图和位域是基于字符串二进制位操作的功能，用于高效存储和操作位信息。

位操作

• SETBIT key offset value和GETBIT key offset：分别设置或读取偏移量为offset的位的值，offset从0开始计数，value为0或1，返回设置或读取的值。
• BITOP operation destkey key [key ...]：对一个或多个key进行位逻辑运算（如AND、OR、XOR、NOT），并将结果存储在destkey中，operation指定运算类型，destkey可以是现有key或新key。
• BITCOUNT key [start [end [BYTE|BIT]]]和BITPOS key bit [start [end [BYTE|BIT]]]：分别返回从start到end为止的所有设置位（bit为1的位）的数量，以及返回第一个bit位（0或者1）的位置，start和end可指定范围，BYTE或BIT指定按字节或位计算。

位域操作

• BITFIELD key [GET encoding offset|[OVERFLOW WRAP|SAT|FAIL] <SET encoding offset value|INCRBY encoding offset increment> [GET encoding offset|[OVERFLOW WRAP|SAT|FAIL] <SET encoding offset value|INCRBY encoding offset increment> ...]]和BITFIELD_RO key [GET encoding offset [GET encoding offset ...]]：BITFIELD将一个String字符串类型当作一个bit数组，执行任意位域整数运算，如获取、设置、增量操作等；BITFIELD_RO是只读版本，仅执行获取操作，两者都返回一个数组，包含各个操作的结果。

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