Redis 数据类型全览：特性、场景与操作实例

Redis 是一款开源的内存数据库，支持多种数据类型，以下是对常见 Redis 数据类型的介绍：

1. String（字符串）

描述

字符串是 Redis 里最基础的数据类型，其值可以是简单的字符串、数字，甚至是二进制数据（如图片、序列化对象）。在 Redis 里，一个键对应一个字符串值。

特点

• 操作原子性：像 INCR（自增）、DECR（自减）这类操作都是原子性的，在高并发环境下能保证数据的一致性。
• 灵活的数据存储：可以存储多种类型的数据，如 JSON 字符串、数字、图片二进制等。
• 高效读写：字符串的读写操作性能很高，时间复杂度为 O (1)。

应用场景

• 缓存：把数据库查询结果以字符串形式存于 Redis，下次查询时可直接从 Redis 获取，减少数据库压力。
• 计数器：借助 INCR 和 DECR 操作实现计数功能，如文章阅读量、点赞数等。
• 分布式锁：利用 SETNX（Set if Not eXists）命令实现简单的分布式锁。

实例

# 设置一个字符串键值对
SET user:1 "John Doe"
# 获取该键的值
GET user:1
# 对一个数字类型的字符串进行自增操作
SET counter 10
INCR counter

2. Hash（哈希）

描述

哈希类型是键值对的集合，其中每个键值对被称作一个字段（field）和值（value）。它可以把多个相关的字段存储在一个键下，适用于存储对象。

特点

• 存储对象方便：适合存储对象的各个属性，可对单个字段进行独立操作。
• 节省内存：相较于多个字符串键值对，哈希类型能减少内存开销。
• 高效的字段操作：对字段的读写操作时间复杂度为 O (1)。

应用场景

• 存储对象：存储用户信息、商品信息等，例如用户的姓名、年龄、地址等属性。
• 数据缓存：缓存数据库中的一行数据，可按需获取和更新字段。

实例

# 设置一个哈希键值对
HSET user:2 name "Jane Smith"
HSET user:2 age 25
HSET user:2 city "New York"
# 获取哈希中的某个字段值
HGET user:2 name
# 获取哈希中的所有字段和值
HGETALL user:2

3. List（列表）

描述

列表是一个有序的字符串列表，元素可重复。列表支持从两端进行插入和删除操作，能当作队列或栈使用。

特点

• 有序性：元素按照插入顺序排列，可根据索引访问元素。
• 两端操作高效：在列表的头部和尾部进行插入和删除操作的时间复杂度为 O (1)。
• 阻塞操作：支持阻塞式的弹出操作，可用于实现消息队列。

应用场景

• 消息队列：生产者将消息插入列表尾部，消费者从列表头部取出消息进行处理。
• 历史记录：存储用户的操作历史，如最近浏览的商品、最近发布的文章等。
• 栈：实现后进先出（LIFO）的数据结构。

实例

# 从列表头部插入元素
LPUSH tasks "task1"
LPUSH tasks "task2"
# 从列表尾部插入元素
RPUSH tasks "task3"
# 从列表头部弹出元素
LPOP tasks
# 获取列表中的元素
LRANGE tasks 0 -1

4. Set（集合）

描述

集合是一个无序且唯一的字符串集合，不允许有重复元素。集合支持交集、并集、差集等操作。

特点

• 元素唯一性：自动去重，保证集合中元素的唯一性。
• 高效的集合运算：交集、并集、差集等运算的时间复杂度较低。
• 随机元素获取：可以随机获取集合中的元素。

应用场景

• 标签系统：为文章、商品等添加标签，通过集合运算找出具有相同标签的对象。
• 好友关系：存储用户的好友列表，利用集合运算判断两个用户是否为共同好友。
• 抽奖活动：把参与抽奖的用户 ID 存储在集合中，随机抽取中奖用户。

实例

# 向集合中添加元素
SADD fruits "apple"
SADD fruits "banana"
SADD fruits "cherry"
# 判断元素是否在集合中
SISMEMBER fruits "apple"
# 获取集合中的所有元素
SMEMBERS fruits
# 计算两个集合的交集
SADD fruits2 "apple" "grape"
SINTER fruits fruits2

5. Sorted Set（有序集合）

描述

有序集合和集合类似，也是唯一的字符串集合，但每个元素都关联一个分数（score）。元素按照分数从小到大排序，分数可以相同。

特点

• 排序功能：根据分数对元素进行排序，可快速获取指定分数范围或排名的元素。
• 高效的范围查询：对分数范围的查询操作时间复杂度较低。
• 元素唯一性：和集合一样，元素具有唯一性。

应用场景

• 排行榜：如游戏玩家排行榜、文章热度排行榜等，根据分数（如积分、阅读量）进行排名。
• 实时数据统计：统计一段时间内的热门数据，如热门关键词、热门商品等。

实例

# 向有序集合中添加元素
ZADD scores 100 "Alice"
ZADD scores 200 "Bob"
ZADD scores 150 "Charlie"
# 获取有序集合中指定排名范围的元素
ZRANGE scores 0 -1 WITHSCORES
# 获取分数在指定范围内的元素
ZRANGEBYSCORE scores 100 200 WITHSCORES