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Redis 键空间五大类型

news 2025/9/26 10:18:00

环境与工具

Redis 键空间 & 五大类型

什么是键空间（Keyspace）

1. String（字符串）

2. List（链表，双端队列）

3. Hash（哈希）

4. Set（无序集合，去重）

5. ZSet（有序集合，排行榜）

6. 键空间运维

Spring Boot 集成 Redis（五大类型练习）

环境与工具

在 WSL2 中用 Docker 拉起 redis:latest，映射 6379 和数据卷。
用 redis-cli 连上本地 Redis，完成 PING → PONG。
新建 Spring Boot 空项目，加入 spring-boot-starter-data-redis 依赖，跑通最简单的 StringRedisTemplate 读写。

具体实现：

一、环境准备

1. 确认 WSL2 + Docker 安装

Windows 开启 WSL2，并安装 Ubuntu。
安装 Docker Desktop，设置后台引擎为 WSL2 集成。
在 WSL2 里输入：

docker --version

确认能用

二、Docker 拉起 Redis

1. 拉取官方镜像：

docker pull redis:latest

2. 启动容器（映射 6379 端口 & 挂载数据卷）：

docker run -d \--name myredis \-p 6379:6379 \-v ~/redis-data:/data \redis:latest \redis-server --appendonly yes

-p 6379:6379 → 把容器端口映射到宿主机
-v ~/redis-data:/data → 把持久化数据挂载到宿主机
redis-server --appendonly yes → 开启 AOF 持久化

3. 查看运行情况：

docker ps

三、使用 redis-cli 测试

1. 进入容器内运行 redis-cli：

docker exec -it myredis redis-cli

2. 测试连接：

127.0.0.1:6379> PING
PONG

说明 Redis 已经启动成功。

Redis 键空间 & 五大类型

什么是键空间（Keyspace）

在 Redis 里，所有数据都是以键值对 (key-value) 的形式存储的。
键（key）= 唯一的名字（字符串）
值（value）= 可以是任意一种数据结构
Redis 内部就像有一个巨大的字典（hash table），里面装满了这些 key-value
这个全局字典就叫做键空间

简单理解：
MySQL 有很多数据库，每个数据库里有很多表，每张表里有行。
Redis 有一个键空间，所有的 key 都放在这里，每个 key 指向一种数据类型的值
所以键空间意思就是所有键的存放空间

1. String（字符串）

SET name "alice"         # O(1)
GET name                 # "alice"INCR counter             # 自增（不存在时会设为 0 再 +1）
INCR counter             # 再加 1 → counter = 2EXPIRE counter 10        # 设置 10 秒过期
TTL counter              # 查看剩余寿命GETRANGE name 0 2        # 截取子串 → "ali"MSET a 100 b 200         # 一次设置多个键
MGET a b                 # 一次获取多个键

INCR 全称 INCRement，含义自增

EXPIRE 全称 EXPIRE（动词，过期），含义为某个键设置生存时间（TTL）
语义是告诉 Redis 这个键在 N 秒后过期

TTL 全称是 Time To Live（生存时间），含义是返回某个键剩余还能活多久（单位秒）

GETRANGE 全称是GET RANGE，含义是获取字符串值的指定范围子串
参数：起始下标、结束下标（包含）

MSET：Multi SET（一次设置多个键值对）
MGET：Multi GET（一次获取多个键值）
前缀 M 表示批量操作

2. List（链表，双端队列）

LPUSH nums 1 2 3         # 左插入 → nums = [3,2,1]
RPUSH nums 4 5           # 右插入 → nums = [3,2,1,4,5]LRANGE nums 0 -1         # 遍历 → ["3","2","1","4","5"]LPOP nums                # 从左取一个 → "3"
BLPOP nums 5             # 阻塞式取（等待 5 秒）

LPUSH
L = Left（左边） PUSH = 入栈 / 插入
含义是从左边（头部）插入一个或多个元素到列表。
LPUSH nums 1 2 3 把 1,2,3 依次插入左边，结果是 [3,2,1]

RPUSH
R = Right（右边）
PUSH = 插入
含义是从右边（尾部）插入一个或多个元素
RPUSH nums 4 5 在右边插入，结果是 [3,2,1,4,5]

LRANGE
L = List
RANGE = 范围
含义是获取列表中指定范围的元素
参数是起始索引和结束索引，支持负数索引（-1 表示最后一个）
LRANGE nums 0 -1 → 取出整个列表

LPOP
L = Left（左边）
POP = 出栈 / 移除并返回
含义是从左边弹出一个元素，并返回该值
LPOP nums → 返回 "3"，列表变成 [2,1,4,5]

BLPOP
B = Blocking（阻塞式）
LPOP = 左出栈
含义是从左边弹出一个元素，如果列表为空，就阻塞等待一段时间（直到有元素被插入，或超时）
BLPOP nums 5 → 如果 5 秒内有人 LPUSH 新值，就会立即返回，否则超时

3. Hash（哈希）

HSET user:1 name "alice" age 20
HGET user:1 name
HGETALL user:1HINCRBY user:1 age 1     # 年龄 +1 → age=21
HEXISTS user:1 email     # 检查 email 是否存在

HSET
H = Hash
SET = 设置
含义是往哈希表里设置某个字段的值

HGET
H = Hash
GET = 获取
含义是获取哈希表里某个字段的值

HGETALL
ALL = 全部
含义是一次性取出哈希表里的所有字段和值

HINCRBY
INCRBY = increase by（增加多少）
含义是让某个字段的数值加上指定增量

HEXISTS
EXISTS = 是否存在
含义是检查某个字段是否存在

4. Set（无序集合，去重）

SADD tags redis nosql cache
SMEMBERS tags            # 查看所有成员
SISMEMBER tags redis     # 是否存在 → 1SADD tags2 redis db
SINTER tags tags2        # 交集 → redisSCARD tags               # 集合大小

SADD
S = Set
ADD = 添加
含义是向集合中添加一个或多个元素（自动去重）
SADD tags redis nosql cache = 向 tags 集合里加入 3 个元素

SMEMBERS
S = Set
MEMBERS = 成员们
含义是返回集合里的所有成员
SMEMBERS tags = 列出集合 tags 的全部元素

SISMEMBER
S = Set
ISMEMBER = 是否是成员
含义是判断某个值是不是集合中的元素（返回 1 表示存在，0 表示不存在）
SISMEMBER tags redis = 检查 redis 是否在集合里

SINTER
S = Set
INTER = Intersection（交集）
含义是返回多个集合的交集
SINTER tags tags2 = tags ∩ tags2

SCARD
S = Set
CARD = Cardinality（集合基数 = 元素个数）
含义是返回集合里元素的数量
SCARD tags 集合里有多少元素

5. ZSet（有序集合，排行榜）

ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 150 "Cindy"
ZRANGE scores 0 -1 WITHSCORES      # 按分数升序
ZREVRANGE scores 0 -1 WITHSCORES   # 按分数降序（排行榜）ZINCRBY scores 10 "Alice"          # Alice 分数+10
ZREMRANGEBYRANK scores 0 0         # 删除排名最末 1 个

Redis 的 ZADD 命令要求严格按照 score member（分数在前，成员在后）的顺序成对传入参数

ZADD
Z = ZSet (Sorted Set)
ADD = 添加
含义是往有序集合里添加一个或多个元素，并指定分数（score）
ZADD scores 100 "Alice" → 插入 "Alice"，分数 = 100

ZRANGE
Z = ZSet
RANGE = 范围
含义是按分数升序，取指定下标范围的成员
ZRANGE scores 0 -1 → 获取所有元素，按分数从小到大排序

ZREVRANGE
Z = ZSet
REV = Reverse（反向）
RANGE = 范围
含义是按分数降序，取指定下标范围的成员
ZREVRANGE scores 0 -1 → 排行榜模式，从高分到低分

WITHSCORES 用于同时返回成员的分数

ZINCRBY
Z = ZSet
INCRBY = Increase by（增加多少）
含义是给某个成员的分数加上指定值
ZINCRBY scores 10 "Alice" → "Alice" 的分数 +10

ZREMRANGEBYRANK
Z = ZSet
REM = Remove（删除）
RANGE = 范围
BYRANK = 根据排名
含义是删除按排名排序后处于某个范围的元素
ZREMRANGEBYRANK scores 0 0 → 删除分数最低的 1 个

要删除分数最高的 3 个的成员，可以这样写：

ZREMRANGEBYRANK key 0 2  # 错误：这会删除分数最低的3个# 正确做法（删除分数最高的3个）：
ZREMRANGEBYRANK key -3 -1

支持负数索引（-1 表示分数最高的成员）

6. 键空间运维

SCAN 0 MATCH "user:*" COUNT 10   # 分批扫描键
DEL name                         # 删除
UNLINK nums                      # 异步删除（避免阻塞）

1. SCAN 0 MATCH "user:*" COUNT 10

作用：扫描键空间，分批返回 key，避免一次性返回太多阻塞 Redis。

参数：
0 → 游标位置，初始必须从 0 开始。返回结果里会带一个新的游标，下次继续扫描时用。直到返回 0 说明扫描完了。
MATCH "user:*" → 匹配模式，这里就是扫描所有以 user: 开头的键。
COUNT 10 → 建议每次返回 10 个 key
这个 COUNT 10 的意思是：我建议 Redis 每次最多返回 10 个 key
但 Redis 不会严格保证一定就是 10 个。可能返回 3 个、也可能 15 个

为什么要用 SCAN 而不是 KEYS *？
KEYS * 会一次性返回所有 key，可能导致 Redis 阻塞（特别是 key 很多时）
SCAN 是渐进式迭代，对性能更安全。

2. DEL name

DEL = delete
作用：立即删除 key name 以及对应的 value。
特点：
同步删除（马上执行）
如果 value 特别大（比如一个包含百万条元素的 List），会阻塞 Redis 一段时间

3. UNLINK nums

UNLINK = unlink（断开链接）
作用：把 key nums 标记为删除，但实际释放内存的操作交给后台线程异步执行。
好处：不会阻塞主线程，适合删除大对象。

区别：
DEL → 立即释放内存（同步，可能卡顿）
UNLINK → 异步释放内存（更安全）

总结
SCAN：安全地扫描所有 key（代替 KEYS）
DEL：立即删除 key（小对象可用）
UNLINK：异步删除 key（大对象推荐）

Spring Boot 集成 Redis（五大类型练习）

1. 用 [Spring Initializr](https://start.spring.io/) 创建项目：

Project: Maven / Gradle
Language: Java
Spring Boot: 最新稳定版
Dependencies: Spring Web, Spring Data Redis

2. Maven 依赖（pom.xml）：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

3. 配置 Redis 连接

在 application.yml 中写：

spring:data:redis:port: 6379host: localhost

注入 StringRedisTemplate 和 RedisTemplate

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;@RestController
@RequestMapping("/redis")
public class RedisDemoController {@Autowiredprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;@Autowiredprivate RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;// String 示例@GetMapping("/string")public String stringOps() {stringRedisTemplate.opsForValue().set("name", "alice");return stringRedisTemplate.opsForValue().get("name");}// List 示例@GetMapping("/list")public List<String> listOps() {stringRedisTemplate.opsForList().leftPushAll("nums", "1", "2", "3");return stringRedisTemplate.opsForList().range("nums", 0, -1);}// Hash 示例@GetMapping("/hash")public Map<Object, Object> hashOps() {stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:1", "name", "bob");stringRedisTemplate.opsForHash().put("user:1", "age", "20");return stringRedisTemplate.opsForHash().entries("user:1");}// Set 示例@GetMapping("/set")public Set<String> setOps() {stringRedisTemplate.opsForSet().add("tags", "redis", "nosql", "cache");return stringRedisTemplate.opsForSet().members("tags");}// ZSet 示例@GetMapping("/zset")public Set<String> zsetOps() {stringRedisTemplate.opsForZSet().add("scores", "Alice", 100);stringRedisTemplate.opsForZSet().add("scores", "Bob", 200);return stringRedisTemplate.opsForZSet().reverseRange("scores", 0, -1);}
}

启动项目 & 测试接口

Spring Boot 项目跑在 http://localhost:8080：
GET http://localhost:8080/redis/string → "alice"
GET http://localhost:8080/redis/list → ["3","2","1"]
GET http://localhost:8080/redis/hash → {"name":"bob","age":"20"}
GET http://localhost:8080/redis/set → ["redis","nosql","cache"]
GET http://localhost:8080/redis/zset → ["Bob","Alice"]

Template = Spring 的操作模板工具类，封装常用 API，简化操作，类似 JdbcTemplate、RestTemplate

String = 说明 key 和 value 都用字符串序列化，存进去/取出来都是明文

所以 StringRedisTemplate = 专门操作字符串类型的 Redis 工具类模板