Redis数据结构详解：应用场景与使用指南
Redis作为高性能的键值存储系统，凭借其丰富的数据结构，在缓存、实时统计、消息队列等场景中广泛应用。本文将深入解析Redis的7种核心数据结构及其经典应用场景，并提供详细的使用示例。
一、String（字符串）
特点：最大512MB的二进制安全数据
应用场景
-
缓存系统
存储序列化的用户数据、页面缓存SET user:1001 "{name:'Alice', age:28}" EX 3600 GET user:1001 -
计数器
实现阅读量统计、库存扣减INCR article:2023:views DECR stock:product_305 -
分布式锁
SETNX lock:order_1234 "1" EX 30
二、List（列表）
特点：有序、可重复元素集合
应用场景
-
消息队列
LPUSH生产消息，BRPOP消费消息LPUSH orders_queue "order_data" BRPOP orders_queue 30 -
最新动态
存储用户最近的10条动态LPUSH user:1001:feeds "new_post" LTRIM user:1001:feeds 0 9
三、Hash（哈希表）
特点：字段值对的映射表
应用场景
-
用户信息存储
HSET user:1001 name "Bob" age 32 email "bob@example.com" HGET user:1001 age -
商品购物车
HSET cart:user2001 item_789 3 HINCRBY cart:user2001 item_789 1
四、Set（集合）
特点：无序、唯一元素集合
应用场景
-
标签系统
SADD article:5500:tags "tech" "database" SINTER user:1001:tags user:1002:tags -
好友关系
SADD user:1001:friends 2001 2005 SISMEMBER user:1001:friends 2005
五、Sorted Set（有序集合）
特点：带分数的有序集合
应用场景
-
实时排行榜
ZADD leaderboard 95 "player_1" 87 "player_2" ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES -
延时队列
ZADD delayed_queue <timestamp> "task_data" ZRANGEBYSCORE delayed_queue 0 <current_timestamp>
六、Bitmap（位图）
特点：基于String的位操作
应用场景
-
用户签到
SETBIT sign:202308:user1001 15 1 # 第15天签到 BITCOUNT sign:202308:user1001 -
特征标记
SETBIT user:flags:1001 3 1 # 标记第3个特征
七、HyperLogLog
特点：基数估算（误差0.81%）
应用场景
UV统计
PFADD daily_uv:20230801 "192.168.1.1" "10.0.0.5"
PFCOUNT daily_uv:20230801
数据结构选择指南
| 需求场景 | 推荐结构 |
|---|---|
| 简单键值存储 | String |
| 对象属性存储 | Hash |
| 时间序列数据 | List |
| 唯一值集合 | Set |
| 带权重排序 | Sorted Set |
| 布尔值统计 | Bitmap |
| 大数据量去重统计 | HyperLogLog |
最佳实践建议
- 小对象优先选择Hash（比String节省内存）
- 大批量写入使用Pipeline减少网络开销
- 设置合理的TTL避免内存泄漏
- 集合操作注意时间复杂度（如O(N)操作需谨慎）
掌握这些数据结构的特点及应用场景，能充分发挥Redis的性能优势，为系统设计提供灵活高效的解决方案。根据具体业务需求选择合适的数据结构，往往能达到事半功倍的效果。