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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。

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一、String（字符串）

特点：最大512MB的二进制安全数据

应用场景

1. 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
   

2. 计数器
   实现阅读量统计、库存扣减

   INCR article:2023:views
   DECR stock:product_305
   

3. 分布式锁

   SETNX lock:order_1234 "1" EX 30
   

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二、List（列表）

特点：有序、可重复元素集合

应用场景

1. 消息队列
   LPUSH生产消息，BRPOP消费消息

   LPUSH orders_queue "order_data"
   BRPOP orders_queue 30
   

2. 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
   

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三、Hash（哈希表）

特点：字段值对的映射表

应用场景

1. 用户信息存储

   HSET user:1001 name "Bob" age 32 email "[e-mail]"
   HGET user:1001 age
   

2. 商品购物车

   HSET cart:user2001 item_789 3
   HINCRBY cart:user2001 item_789 1
   

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四、Set（集合）

特点：无序、唯一元素集合

应用场景

1. 标签系统

   SADD article:5500:tags "tech" "database"
   SINTER user:1001:tags user:1002:tags
   

2. 好友关系

   SADD user:1001:friends 2001 2005
   SISMEMBER user:1001:friends 2005
   

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五、Sorted Set（有序集合）

特点：带分数的有序集合

应用场景

1. 实时排行榜

   ZADD leaderboard 95 "player_1" 87 "player_2"
   ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES
   

2. 延时队列

   ZADD delayed_queue <timestamp> "task_data"
   ZRANGEBYSCORE delayed_queue 0 <current_timestamp>
   

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六、Bitmap（位图）

特点：基于String的位操作

应用场景

1. 用户签到

   SETBIT sign:202308:user1001 15 1  # 第15天签到
   BITCOUNT sign:202308:user1001
   

2. 特征标记

   SETBIT user:flags:1001 3 1  # 标记第3个特征
   

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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

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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

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最佳实践建议

1. 小对象优先选择Hash（比String节省内存）
2. 大批量写入使用Pipeline减少网络开销
3. 设置合理的TTL避免内存泄漏
4. 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。