redis的学习（二）

4 哈希表

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，

4.1 操作命令

hset：设置hash中指定的字段（field）的值（value）。

HSET key field value [field value ...]

//一个命令可以设置多个filed，value

返回值：添加成功的f-v的个数。

hget：获取hash中指定字段的值。

HGET key field

时间复杂度：O(1)

返回值：字段对应的值或者nil。

hexists：判断hash中是否有指定的字段。

HEXISTS key field

返回值：1表⽰存在，0表⽰不存在。

HDEL ：删除hash中指定的字段。

HDEL key field [field ...]，hdel删除的是key中的filed

时间复杂度：删除⼀个元素为O(1).删除N个元素为O(N).

返回值：本次操作删除的字段个数。没有的话返回0.

del操作就会直接将key整个删除。

hkeys：获取hash中的所有字段。该操作西安根据key找到对应的hash，然后再遍历hash

HKEYS key

时间复杂度：O(N),N为field的个数.

返回值：字段列表。

HVALS ：获取hash中的所有的值。

HVALS key

时间复杂度：O(N),N为field的个数.

返回值：所有的值。

HGETALL ：获取hash中的所有字段以及对应的值。

HGETALL key

时间复杂度：O(N),N为field的个数.

返回值：字段和对应的值。

界面显示是一个k一个value，一一对应。

HMGET ⼀次获取hash中多个字段的值。

HMGET key field [field ...]

时间复杂度：只查询⼀个元素为O(1),查询多个元素为O(N),N为查询元素个数.

返回值：字段对应的值或者nil。

上述的hkeys，hvals，hgetal都是存在一定的风险的，hash的元素个数太多，执行命令就会耗很长的时间，从而阻塞redis。hscan也可以遍历redis的hash，但是它属于“渐进式遍历”l，即执行一次命令，就遍历一部分。

concorrenthashmap：是java标准库提供的线程安全的哈希表，在哈希表扩容的时候就是按照化整为零的方式进行的。

HLEN 获取hash中的所有元素的个数。

HLEN key

时间复杂度：O(1)

返回值：字段个数。

HSETNX 在字段不存在的情况下，设置hash中的字段和值。

HSETNX key field value

时间复杂度：O(1)

返回值：1表⽰设置成功，0表⽰失败。

HINCRBY 将hash中字段对应的数值添加指定的值。

HINCRBY key field increment

时间复杂度：O(1)

返回值：该字段变化之后的值

4.2 redis-hash的内部编码

哈希的内部编码有两种：

• ziplist（压缩列表）：当哈希类型元素个数⼩于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个）、同时所有值都⼩于hash-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会使⽤ziplist作为哈希的内部实现，ziplist使⽤更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存⽅⾯⽐ hashtable更加优秀。

所谓压缩，rar，zip，gzip，7z实际上是一些具体的压缩算法，压缩的本质是针对数据进行重新编码，不同的数据有不同的特点，结合这些特点进行设计，重新编码之后能够缩小体积。

ziplist内部的数据结构也是精心设计的，一个普通的hash表由于有些位置上有元素有些位置上没有元素会浪费一定的空间，ziplist目的是节省内存空间，但是读写元素的速度比较慢。

1、如果hash中的元素比较少使用ziplist表示，如果元素的个数比较多就使用hashtable来表示；

2、如果每一个value的值的长度比较短就使用ziplist表示，如果长度比价长就会转换为hashtable来表示。

• hashtable（哈希表）：当哈希类型⽆法满⾜ziplist的条件时，Redis会使⽤hashtable作为哈希的内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降，⽽hashtable的读写时间复杂度为O(1)。

4.3 hash的应用

作为缓存，存储结构话的数据，使用hash更好。

上述结构性数据如果使用string类型的字符串，就需要使用json格式，如果使用string（json）来表示userinfo，如果只是想从内存中获取某个field，就需要吧整个json都读出来，解析成一个对象操作field，完成之后在转换成json字符串写回到内存中。

如果使用hash的方式来表示userinfo，就可以使用field表示对象的每一个属性（数据库的每一个列），此时就可以方便的修改或获取每一个属性的值。

故此使用hash的方式，读写field更加高效，但是付出的是空间的代价，需要控制哈希ziplist和hashtable两种内在的编码的转换，需要造成内存的极大消耗。

高内聚：将大部分有关联得东西放到一起。

耦合：多个模块/代码之间的关联关系，一般追求的是低耦合。

        需要注意的是哈希类型和关系型数据库有两点不同之处：

         • 哈希类型是稀疏的，⽽关系型数据库是完全结构化的，例如哈希类型每个键可以有不同的field，⽽关系型数据库⼀旦添加新的列，所有⾏都要为其设置值，即使为null。

        • 关系数据库可以做复杂的关系查询，⽽Redis去模拟关系型复杂查询，例如联表查询、聚合查询等基本不可能，维护成本⾼。

5.列表list

list相当于数组或者顺序表。

list内部的编码方式并非是一个简单的数组，而是类似于“双端队列”（deque）。

列表类型的特点：

         第⼀、列表中的元素是有序的（根据上下文区分），（有时候的有序是指升序和降序，这里的有序是指顺序），如果吧元素的位置进行颠倒，此时得到的list和之前的list的不等价的。

         第⼆、区分获取和删除的区别。lindex能获取元素的值，lrem也能返回被删除元素的值。

        第三、列表中的元素是允许重复的。像hash类型，其field是不能重复的。因为当前的list头和尾都能高效的插入删除元素，就可以把这个list当做是一个栈/队列来使用。

5.1 操作命令

LPUSH ：将⼀个或者多个元素从左侧放⼊（头插）到list中，可以一次插入一个或者多个。如果key已经存在，且key对应的value类型不是list，此时lpush命令就要报错

LPUSH key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为O(1),插⼊多个元素为O(N),N为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后list的⻓度。

lrange：获取从start到end区间的所有元素，左闭右闭。

LRANGE key start stop

时间复杂度：O(N)

返回值：指定区间的元素。

redis对于给定的不合法的区间获取元素的操作，会尽可能的在不合法的区间里面尽量多的获取元素。

LPUSHX ：在key存在时，将⼀个或者多个元素从左侧放⼊（头插）到list中。不存在，直接返回

LPUSHX key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为O(1),插⼊多个元素为O(N),N为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后list的⻓度。

RPUSHX ：在key存在时，将⼀个或者多个元素从右侧放⼊（头插）到list中。不存在，直接返回

RPUSHX key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为O(1),插⼊多个元素为O(N),N为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后list的⻓度。

RPUSHX ：在key存在时，将⼀个或者多个元素从右侧放⼊（尾插）到list中。

RPUSHX key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为O(1),插⼊多个元素为O(N),N为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后list的⻓度。

lpop：从list 左侧取出元素（即头删）。

LPOP key

RPOP ：从list 右侧取出元素（即尾删）。

RPOP key

类似于队列：使用rpush和lpop；

类似于栈，使用rpush和rpop。

LINDEX 获取从左数第index位置的元素。

LINDEX key index

lrem：从左边删除

lrem key count element

count要删除的个数，element要删除的值；

count>0：从左往右开始，删除遇到的count个element元素。

count<0：从右往左开始，删除遇到的count个element元素。

count=0，删除所有的element元素。

ltrim：指定范围，范围内的保留，其余的删除

ltrim key start stop左闭右闭

lset：根据下标修改元素

lset key index e

o（n）

5.2 阻塞版本命令

阻塞：当前的线程不走了，代码不继续执行了，会在满足一定的条件后被唤醒。blpop和brpop。

redis的list相当于阻塞队列，线程安全室通过单线程模型支持的。只支持队列为空的状态，不支持队列满的状态。即：

但是阻塞版本会根据timeout，阻塞一段时间，器件redis可以执行其他命令。使用brpop和blpop的时候，是可以显式设置阻塞时间的。

1、blpop和brpop都是可以同时去尝试获取多个key的列表的元素的。

2、如果多个客户端同时对一个key执行pop，则最先执行命令的客户端会得到弹出的元素。

blpop key [key..] timeout

这里的key可以是指定一个或者多个，每一个key对应一个list。

如果这些list有任何一个非空，blpop都能够把这里的元素给获取到，立即返回。

如果这些list都为空，此时就需要阻塞等待，等待其他的客户端往这些list中插入元素了，同时还可以设置超时时间。

返回结果首先是该key，其次是获取到的元素。

5.3 命令小结

内部编码：

redis5之前：

列表类型的内部编码有两种：

ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数⼩于list-max-ziplist-entries配置（默认512个），同时列表中每个元素的⻓度都⼩于list-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会选⽤ ziplist来作为列表的内部编码实现来减少内存消耗。

linkedlist（链表）：当列表类型⽆法满⾜ziplist的条件时，Redis会使⽤linkedlist作为列表的内部实现

当前以redis5v为例：

ziplist（压缩列表）：把数据按照更紧凑的压缩形式进行表示的，方便节省空间，但是当元素个数多了，操作起来效率会降低。

linkedlist（链表）：很好的应对元素个数较多的情况。

quicklist：相当于链表和压缩列表的结合，整体是一个链表，但是链表的每一个节点都是一个压缩列表。每一个压缩列表都不让其过大，将多个压缩列表通过链式结构连接起来。

对于ziplist最大空间的配置于：list-max-ziplist-size -2；表示最大的空间大小为8kb。