Redis系列-2.Redis数据结构及使用(下)

本文涉及的产品
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: Redis系列-2.Redis数据结构及使用

Redis系列-2.Redis数据结构及使用(上):https://developer.aliyun.com/article/1414427


应用场景


Hash 型 Value 非常适合存储对象数据。key 为对象名称,value 为描述对象属性的 Map,对对象属性的修改在 Redis 中就可直接完成。其不像 String 型 Value 存储对象,那个对象是序列化过的,例如序列化为 JSON 串,对对象属性值的修改需要先反序列化为对象后再修改,修改后再序列化为 JSON 串后写入到 Redis。


List 型 Value


Redis 存储数据的 Value 可以是一个 String 列表类型数据。即该列表中的每个元素均为String 类型数据。列表中的数据会按照插入顺序进行排序。不过,该列表的底层实际是一个无头节点的双向链表,所以对列表表头与表尾的操作性能较高,但对中间元素的插入与删除的操作的性能相对较差。


lpush/rpush


格式:LPUSH key value [value …] 或 RPUSH key value [value …]


功能:将一个或多个值 value 插入到列表 key 的表头/表尾(表头在左表尾在右)


说明:如果有多个 value 值,对于 lpush 来说,各个 value 会按从左到右的顺序依次插入到表头;对于 rpush 来说,各个 value 会按从左到右的顺序依次插入到表尾。如果 key不存在,一个空列表会被创建并执行操作。当 key 存在但不是列表类型时,返回一个错误。执行成功时返回列表的长度。


llen


格式:LLEN key


功能:返回列表 key 的长度。


说明:如果 key 不存在,则 key 被解释为一个空列表,返回 0 。如果 key 不是列表类型,返回一个错误。


lindex


格式:LINDEX key index


功能:返回列表 key 中,下标为 index 的元素。列表从 0 开始计数。


说明:如果 index 参数的值不在列表的区间范围内(out of range),返回 nil 。


lset


格式:LSET key index value


功能:将列表 key 下标为 index 的元素的值设置为 value 。


说明:当 index 参数超出范围,或对一个空列表(key 不存在)进行 LSET 时,返回一个错误。


lrange


格式:LRANGE key start stop


功能:返回列表 key 中指定区间[start, stop]内的元素,即包含两个端点。


说明:List 的下标从 0 开始,即以 0 表示列表的第一个元素,以 1 表示列表的第二个元素,以此类推。也可以使用负数下标,以 -1 表示列表的最后一个元素, -2 表示列表的倒数第二个元素,以此类推。超出范围的下标值不会引起错误。如果 start 下标比列表的最大下标 还要大,那么 LRANGE 返回一个空列表。如果 stop 下标比最大下标还要大,Redis 将 stop 的值设置为最大下标。


lpushx 与 rpushx


格式:LPUSHX key value 或 RPUSHX key value


功能:将值 value 插入到列表 key 的表头/表尾,当且仅当 key 存在并且是一个列表。


说明:当 key 不存在时,命令什么也不做。若执行成功,则输出表的长度。


linsert


格式:LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value


功能:将值 value 插入到列表 key 当中,位于元素 pivot 之前或之后。


说明:当 pivot 元素不存在于列表中时,不执行任何操作,返回-1;当 key 不存在时,key 被视为空列表,不执行任何操作,返回 0;如果 key 不是列表类型,返回一个错误;如果命令执行成功,返回插入操作完成之后,列表的长度。


lpop / rpop


格式:LPOP key [count] 或 RPOP key [count]


功能:从列表 key 的表头/表尾移除 count 个元素,并返回移除的元素。count 默认值 1


说明:当 key 不存在时,返回 nil


blpop / brpop


格式:BLPOP key [key …] timeout 或 BRPOP key [key …] timeout


功能:BLPOP/BRPOP 是列表的阻塞式(blocking)弹出命令。它们是 LPOP/RPOP 命令的阻塞版本,当给定列表内没有任何元素可供弹出的时候,连接将被 BLPOP/BRPOP 命令阻塞,直到等待 timeout 超时或发现可弹出元素为止。当给定多个 key 参数时,按参数 key的先后顺序依次检查各个列表,弹出第一个非空列表的头元素。timeout 为阻塞时长,单位为秒,其值若为 0,则表示只要没有可弹出元素,则一直阻塞。


说明:假如在指定时间内没有任何元素被弹出,则返回一个 nil 和等待时长。反之,返回一个含有两个元素的列表,第一个元素是被弹出元素所属的 key ,第二个元素是被弹出元素的值。


lrem


格式:LREM key count value


功能:根据参数 count 的值,移除列表中与参数 value 相等的元素。count 的值可以是以下几种:


  • count > 0 : 从表头开始向表尾搜索,移除与 value 相等的元素,数量为 count 。
  • count < 0 : 从表尾开始向表头搜索,移除与 value 相等的元素,数量为 count 的绝对值。
  • count = 0 : 移除表中所有与 value 相等的值。


说明:返回被移除元素的数量。当 key 不存在时, LREM 命令返回 0 ,因为不存在的 key 被视作空表(empty list)。


ltrim


格式:LTRIM key start stop


功能:对一个列表进行修剪(trim),就是说,让列表只保留指定区间内的元素,不在指定区间之内的元素都将被删除。


说明:下标(index)参数 start 和 stop 都以 0 为底,也就是说,以 0 表示列表的第一个元素,以 1 表示列表的第二个元素,以此类推。也可以使用负数下标,以 -1 表示列表的最后一个元素, -2 表示列表的倒数第二个元素,以此类推。当 key 不是列表类型时,返回一个错误。如果 start 下标比列表的最大下标 end ( LLEN list 减去 1 )还要

大,或者 start > stop , LTRIM 返回一个空列表,因为 LTRIM 已经将整个列表清空。如果 stop 下标比 end 下标还要大,Redis 将 stop 的值设置为 end 。


应用场景


Value 为 List 类型的应用场景很多,主要是通过构建不同的数据结构来实现相应的业务功能。这里仅对这些数据结构的实现方式进行总结,不举具体的例子。



通过 lpush + lpop 可以实现栈数据结构效果:先进后出。通过 lpush 从列表左侧插入数据,通过 lpop 从列表左侧取出数据。当然,通过 rpush + rpop 也可以实现相同效果,只不过操作的是列表右侧。


队列


通过 lpush + rpop 可以实现队列数据结构效果:先进先出。通过 lpush 从列表左侧插入数据,通过 rpop 从列表右侧取出数据。当然,通过 rpush + lpop 也可以实现相同效果,只不过操作的方向正好相反。


阻塞式消息队列


通过 lpush + brpop 可以实现阻塞式消息队列效果。作为消息生产者的客户端使用 lpush从列表左侧插入数据,作为消息消费者的多个客户端使用 brpop 阻塞式“抢占”列表尾部数据进行消费,保证了消费的负载均衡与高可用性。brpop 的 timeout 设置为 0,表示只要没有数据可弹出,就永久阻塞。


Set 型 Value


Redis 存储数据的 Value 可以是一个 Set 集合,且集合中的每一个元素均 String 类型。Set与 List 非常相似,但不同之处是 Set 中的元素具有无序性与不可重复性,而 List 则具有有序性与可重复性。


Redis 中的 Set 集合与 Java 中的 Set 集合的实现相似,其底层都是 value 为 null 的 hash表。也正因为此,才会引发无序性与不可重复性。


sadd


格式:SADD key member [member …]


功能:将一个或多个 member 元素加入到集合 key 当中,已经存在于集合的 member 元素将被忽略。


说明:假如 key 不存在,则创建一个只包含 member 元素作成员的集合。当 key 不是集合类型时,返回一个错误。


smembers


格式:SMEMBERS key


功能:返回集合 key 中的所有成员。


说明:不存在的 key 被视为空集合。若 key 中包含大量元素,则该命令可能会阻塞 Redis服务。所以生产环境中一般不使用该命令。


scard


格式:SCARD key


功能:返回 Set 集合的长度


说明:当 key 不存在时,返回 0 。


sismember


格式:SISMEMBER key member


功能:判断 member 元素是否集合 key 的成员。


说明:如果 member 元素是集合的成员,返回 1 。如果 member 元素不是集合的成员,或 key 不存在,返回 0 。


srem


格式:SREM key member [member …]


功能:移除集合 key 中的一个或多个 member 元素,不存在的 member 元素会被忽略,且返回成功移除的元素个数。


说明:当 key 不是集合类型,返回一个错误。


srandmember


格式:SRANDMEMBER key [count]


功能:返回集合中的 count 个随机元素。count 默认值为 1。


说明:若 count 为正数,且小于集合长度,那么返回一个包含 count 个元素的数组,数组中的元素各不相同。如果 count 大于等于集合长度,那么返回整个集合。如果count 为负数,那么返回一个包含 count 绝对值个元素的数组,但数组中的元素可能会出现重复。


spop


格式:SPOP key [count]


功能:移除并返回集合中的 count 个随机元素。count 必须为正数,且默认值为 1。


说明:如果 count 大于等于集合长度,那么移除并返回整个集合。


sdiff / sdiffstore


格式:SDIFF key [key …] 或 SDIFFSTORE destination key [key …]


功能:返回第一个集合与其它集合之间的差集。差集,difference。


说明:这两个命令的不同之处在于,sdiffstore 不仅能够显示差集,还能将差集存储到指定的集合 destination 中。如果 destination 集合已经存在,则将其覆盖。不存在的 key 被视为空集。


sinter / sinterstore


格式:SINTER key [key …] 或 SINTERSTORE destination key [key …]


功能:返回多个集合间的交集。交集,intersection。


说明:这两个命令的不同之处在于,sinterstore 不仅能够显示交集,还能将交集存储到指定的集合 destination 中。如果 destination 集合已经存在,则将其覆盖。不存在的 key 被视为空集。


sunion / sunionstore


格式:SUNION key [key …] 或 SUNIONSTORE destination key [key …]


功能:返回多个集合间的并集。并集,union。


说明:这两个命令的不同之处在于,sunionstore 不仅能够显示并集,还能将并集存储到指定的集合 destination 中。如果 destination 集合已经存在,则将其覆盖。不存在的 key 被视为空集。


应用场景


Value 为 Set 类型的应用场景很多,这里对这些场景仅进行总结。


动态黑白名单


例如某服务器中要设置用于访问控制的黑名单。如果直接将黑名单写入服务器的配置文件,那么存在的问题是,无法动态修改黑名单。此时可以将黑名单直接写入 Redis,只要有客户端来访问服务器,服务器在获取到客户端 IP后先从 Redis的黑名单中查看是否存在该 IP,如果存在,则拒绝访问,否则访问通过。


有限随机数


有限随机数是指返回的随机数是基于某一集合范围内的随机数,例如抽奖、随机选人。通过 spop 或 srandmember 可以实现从指定集合中随机选出元素。


用户画像


社交平台、电商平台等各种需要用户注册登录的平台,会根据用户提供的资料与用户使用习惯,为每个用户进行画像,即为每个用户定义很多可以反映该用户特征的标签,这些标签就可以使用 sadd 添加到该用户对应的集合中。这些标签具有无序、不重复特征。


同时平台还可以使用 sinter/sinterstore 根据用户画像间的交集进行好友推荐、商品推荐、客户推荐等。


有序 Set 型 Value


Redis 存储数据的 Value 可以是一个有序 Set,这个有序 Set 中的每个元素均 String 类型。有序 Set 与 Set 的不同之处是,有序 Set 中的每一个元素都有一个分值 score,Redis 会根据score 的值对集合进行由小到大的排序。其与 Set 集合要求相同,元素不能重复,但元素的score 可以重复。由于该类型的所有命令均是字母 z 开头,所以该 Set 也称为 ZSet。


zadd


格式:ZADD key score member [[score member] [score member] …]


功能:将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 中的适当位置。


说明:score 值可以是整数值或双精度浮点数。如果 key 不存在,则创建一个空的有序集并执行 ZADD 操作。当 key 存在但不是有序集类型时,返回一个错误。如果命令执行成功,则返回被成功添加的新成员的数量,不包括那些被更新的、已经存在的成员。若写入的 member 值已经存在,但 score 值不同,则新的 score 值将覆盖老 score。


zrange 与 zrevrange


格式:ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 或 ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]


功能:返回有序集 key 中,指定区间内的成员。zrange 命令会按 score 值递增排序,zrevrange命令会按score递减排序。具有相同 score 值的成员按字典序/逆字典序排列。可以通过使用 WITHSCORES 选项,来让成员和它的 score 值一并返回。


说明:下标参数从 0 开始,即 0 表示有序集第一个成员,以 1 表示有序集第二个成员,以此类推。也可以使用负数下标,-1 表示最后一个成员,-2 表示倒数第二个成员,以此类推。超出范围的下标并不会引起错误。例如,当 start 的值比有序集的最大下标还要大,或是 start > stop 时,ZRANGE 命令只是简单地返回一个空列表。再比如 stop 参数的值比有序集的最大下标还要大,那么 Redis 将 stop 当作最大下标来处理。


若 key 中指定范围内包含大量元素,则该命令可能会阻塞 Redis 服务。所以生产环境中如果要查询有序集合中的所有元素,一般不使用该命令。


zrangebyscore 与 zrevrangebyscore


格式:ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]


功能:返回有序集 key 中,所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或max )的成员。有序集成员按 score 值递增/递减次序排列。具有相同 score 值的成员按字典序/逆字典序排列。可选的 LIMIT 参数指定返回结果的数量及区间(就像 SQL 中的SELECT LIMIT offset, count ),注意当 offset 很大时,定位 offset 的操作可能需要遍历整个有序集,此过程效率可能会较低。可选的 WITHSCORES 参数决定结果集是单单返回有序集的成员,还是将有序集成员及其 score 值一起返回。


说明:min 和 max 的取值是正负无穷大的。默认情况下,区间的取值使用闭区间 (小于等于或大于等于),也可以通过给参数前增加左括号“(”来使用可选的开区间 (小于或大于)。


zcard


格式:ZCARD key


功能:返回集合的长度


说明:当 key 不存在时,返回 0 。


zcount


格式:ZCOUNT key min max


功能:返回有序集 key 中,score 值在 min 和 max 之间(默认包括 score 值等于 min 或 max )的成员的数量。


zscore


格式:ZSCORE key member


功能:返回有序集 key 中,成员 member 的 score 值。


说明:如果 member 元素不是有序集 key 的成员,或 key 不存在,返回 nil 。


zincrby


格式:ZINCRBY key increment member


功能:为有序集 key 的成员 member 的 score 值加上增量 increment 。increment 值可以是整数值或双精度浮点数。


说明:可以通过传递一个负数值 increment ,让 score 减去相应的值。当 key 不存在,或 member 不是 key 的成员时, ZINCRBY key increment member 等同于 ZADD key increment member 。当 key 不是有序集类型时,返回一个错误。命令执行成功,则返回 member 成员的新 score 值。


zrank 与 zrevrank


格式:ZRANK key member 或 ZREVRANK key member


功能:返回有序集 key 中成员 member 的排名。zrank 命令会按 score 值递增排序,zrevrank 命令会按 score 递减排序。


说明:score 值最小的成员排名为 0 。如果 member 不是有序集 key 的成员,返回 nil 。


zrem


格式:ZREM key member [member …]


功能:移除有序集 key 中的一个或多个成员,不存在的成员将被忽略。


说明:当 key 存在但不是有序集类型时,返回一个错误。执行成功,则返回被成功移除的成员的数量,不包括被忽略的成员。


zremrangebyrank


格式:ZREMRANGEBYRANK key start stop


功能:移除有序集 key 中,指定排名(rank)区间内的所有成员。


说明:排名区间分别以下标参数 start 和 stop 指出,包含 start 和 stop 在内。排名区间参数从 0 开始,即 0 表示排名第一的成员, 1 表示排名第二的成员,以此类推。也可以使用负数表示,-1 表示最后一个成员,-2 表示倒数第二个成员,以此类推。命令执行成功,则返回被移除成员的数量。


zremrangebyscore


格式:ZREMRANGEBYSCORE key min max


功能:移除有序集 key 中,所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或max )的成员。


说明:命令执行成功,则返回被移除成员的数量。


zrangebylex


格式:ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]


功能:该命令仅适用于集合中所有成员都具有相同分值的情况。当有序集合的所有成员都具有相同的分值时,有序集合的元素会根据成员的字典序(lexicographical ordering)来进行排序。即这个命令返回给定集合中元素值介于 min 和 max 之间的成员。如果有序集合里面的成员带有不同的分值, 那么命令的执行结果与 zrange key 效果相同。


说明:合法的 min 和 max 参数必须包含左小括号“(”或左中括号“[”,其中左小括号“(”表示开区间, 而左中括号“[”则表示闭区间。min 或 max 也可使用特殊字符“+”和“-”,分别表示正无穷大与负无穷大。


zlexcount


格式:ZLEXCOUNT key min max


功能:该命令仅适用于集合中所有成员都具有相同分值的情况。该命令返回该集合中元素值本身(而非 score 值)介于 min 和 max 范围内的元素数量。


zremrangebylex


格式:ZREMRANGEBYLEX key min max


功能:该命令仅适用于集合中所有成员都具有相同分值的情况。该命令会移除该集合中元素值本身介于 min 和 max 范围内的所有元素。


应用场景


有序 Set 最为典型的应用场景就是排行榜,例如音乐、视频平台中根据播放量进行排序的排行榜;电商平台根据用户评价或销售量进行排序的排行榜等。将播放量作为 score,将作品 id 作为 member,将用户评价积分或销售量作为 score,将商家 id 作为 member。使用zincrby 增加排序 score,使用 zrevrange 获取 Top 前几名,使用 zrevrank 查询当前排名,使用zscore 查询当前排序 score 等。


BitMap


BitMap 简介


BitMap 是 Redis 2.2.0 版本中引入的一种新的数据类型。该数据类型本质上就是一个仅包含 0 和 1 的二进制字符串。而其所有相关命令都是对这个字符串二进制位的操作。用于描述该字符串的属性有三个:key、offset、bitValue。


  • key:BitMap 是 Redis 的 key-value 中的一种 Value 的数据类型,所以该 Value 一定有其对应的 key。
  • offset:每个 BitMap 数据都是一个字符串,字符串中的每个字符都有其对应的索引,该索引从 0 开始计数。该索引就称为每个字符在该 BitMap 中的偏移量 offset。这个 offset的值的范围是[0,2^32-1],即该 offset 的最大值为 4G-1,即 4294967295,42 亿多。
  • bitValue:每个 BitMap 数据中都是一个仅包含 0 和 1 的二进制字符串,每个 offset 位上的字符就称为该位的值 bitValue。bitValue 的值非 0 即 1。


setbit


格式:SETBIT key offset value


功能:为给定 key 的BitMap 数据的 offset 位置设置值为 value。其返回值为修改前该 offset位置的 bitValue


说明:对于原 BitMap 字符串中不存在的 offset 进行赋值,字符串会自动伸展以确保它可以将 value 保存在指定的 offset 上。当字符串值进行伸展时,空白位置以 0 填充。当然,设置的 value 只能是 0 或 1。不过需要注意的是,对使用较大 offset 的 SETBIT 操作来说,内存分配过程可能造成 Redis 服务器被阻塞。


getbit


格式:GETBIT key offset


功能:对 key 所储存的 BitMap 字符串值,获取指定 offset 偏移量上的位值 bitValue。


说明:当 offset 比字符串值的长度大,或者 key 不存在时,返回 0 。


bitcount


格式:BITCOUNT key [start] [end]


功能:统计给定字符串中被设置为 1 的 bit 位的数量。一般情况下,统计的范围是给定的整个 BitMap 字符串。但也可以通过指定额外的 start 或 end 参数,实现仅对指定字节范围内字符串进行统计,包括 start 和 end 在内。注意,这里的 start 与 end 的单位是字节,不是 bit,并且从 0 开始计数。


说明:start 和 end 参数都可以使用负数值: -1 表示最后一个字节, -2 表示倒数第二个字节,以此类推。另外,对于不存在的 key 被当成是空字符串来处理,因此对一个不存在的 key 进行 BITCOUNT 操作,结果为 0 。


bitpos


格式:BITPOS key bit [start] [end]


功能:返回 key 指定的 BitMap 中第一个值为指定值 bit(非 0 即 1) 的二进制位的位置。pos,即 position,位置。在默认情况下, 命令将检测整个 BitMap,但用户也可以通过可选的 start 参数和 end 参数指定要检测的范围。


说明:start 与 end 的意义与 bitcount 命令中的相同。


bitop


格式:BITOP operation destkey key [key …]


功能:对一个或多个 BitMap 字符串 key 进行二进制位操作,并将结果保存到 destkey 上。


operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种:


  • BITOP AND destkey key [key …] :对一个或多个 BitMap 执行按位与操作,并将结果保存到 destkey 。
  • BITOP OR destkey key [key …] :对一个或多个 BitMap 执行按位或操作,并将结果保存到 destkey。
  • BITOP XOR destkey key [key …] :对一个或多个 BitMap 执行按位异或操作,并将结果保存到 destkey 。
  • BITOP NOT destkey key :对给定 BitMap 执行按位非操作,并将结果保存到 destkey 。


说明:


  • 除了 NOT 操作之外,其他操作都可以接受一个或多个 BitMap 作为输入。
  • 除了 NOT 操作外,其他对一个 BitMap 的操作其实就是一个复制。
  • 如果参与运算的多个 BitMap 长度不同,较短的 BitMap 会以 0 作为补充位与较长BitMap 运算,且运算结果长度与较长 BitMap 的相同。


应用场景


由于 offset 的取值范围很大,所以其一般应用于大数据量的二值性统计。例如平台活跃用户统计(二值:访问或未访问)、支持率统计(二值:支持或不支持)、员工考勤统计(二值:上班或未上班)、图像二值化(二值:黑或白)等。


不过,对于数据量较小的二值性统计并不适合 BitMap,可能使用 Set 更为合适。当然,具体多少数据量适合使用 Set,超过多少数据量适合使用 BitMap,这需要根据具体场景进行具体分析。


例如,一个平台要统计日活跃用户数量。


如果使用 Set 来统计,只需上线一个用户,就将其用户 ID 写入 Set 集合即可,最后只需统计出 Set 集合中的元素个数即可完成统计。即 Set 集合占用内存的大小与上线用户数量成正比。假设用户 ID 为 m 位 bit 位,当前活跃用户数量为 n,则该 Set 集合的大小最少应该是m*n 字节。


如果使用 BitMap 来统计,则需要先定义出一个 BitMap,其占有的 bit 位至少为注册用户数量。只需上线一个用户,就立即使其中一个 bit 位置 1,最后只需统计出 BitMap 中 1 的个数即可完成统计。即 BitMap 占用内存的大小与注册用户数量成正比,与上线用户数量无关。假设平台具有注册用户数量为 N,则 BitMap 的长度至少为 N 个 bit 位,即 N/8 字节。


何时使用 BitMap 更合适?令 mn 字节 = N/8 字节,即 n = N/8/m = N/(8m) 时,使用Set 集合与使用 BitMap 所占内存大小相同。以淘宝为例,其用户 ID 长度为 11 位(m),其注册用户数量为 8 亿(N),当活跃用户数量为 8 亿/(811) = 0.09 亿 = 9106= 900 万,使用 Set与 BitMap 占用的内存是相等的。但淘宝的日均活跃用户数量为 8 千万,所以淘宝使用 BitMap更合适。


HyperLogLog


HyperLogLog 简介


HyperLogLog 是 Redis 2.8.9 版本中引入的一种新的数据类型,其意义是 hyperlog log,超级日志记录。该数据类型可以简单理解为一个 set 集合,集合元素为字符串。但实际上HyperLogLog 是一种基数计数概率算法,通过该算法可以利用极小的内存完成独立总数的统计。其所有相关命令都是对这个“set 集合”的操作。


HyperLogLog 算法是由法国人 Philippe Flajolet 博士研究出来的,Redis的作者 Antirez 为了纪念 Philippe Flajolet 博士对组合数学和基数计算算法分析的研究,在设计 HyperLogLog 命令的时候使用了 Philippe Flajolet姓名的英文首字母 PF 作为前缀。遗憾的是 Philippe Flajolet 博士于 2011年 3 月 22 日因病在巴黎辞世。


HyperLogLog 算法是一个纯数学算法,我们这里不做研究。


pfadd


格式:PFADD key element [element …]


功能:将任意数量的元素添加到指定的 HyperLogLog 集合里面。如果内部存储被修改了返回 1,否则返回 0。


pfcount


格式:PFCOUNT key [key …]


功能:该命令作用于单个 key 时,返回给定 key 的 HyperLogLog 集合的近似基数;该命令作用于多个 key 时,返回所有给定 key 的 HyperLogLog 集合的并集的近似基数;如果key 不存在,则返回 0。


pfmerge


格式:PFMERGE destkey sourcekey [sourcekey …]


功能:将多个 HyperLogLog 集合合并为一个 HyperLogLog 集合,并存储到 destkey 中,合并后的 HyperLogLog 的基数接近于所有 sourcekey 的 HyperLogLog 集合的并集。


应用场景


HyperLogLog 可对数据量超级庞大的日志数据做不精确的去重计数统计。当然,这个不精确的度在 Redis 官方给出的误差是 0.81%。这个误差对于大多数超大数据量场景是被允许的。对于平台上每个页面每天的 UV 数据,非常适合使用 HyperLogLog 进行记录。


Geospatial


Geospatial 简介


Geospatial,地理空间。


Redis 在 3.2 版本中引入了 Geospatial 这种新的数据类型。该类型本质上仍是一种集合,只不过集合元素比较特殊,是一种由三部分构成的数据结构,这种数据结构称为空间元素:


  • 经度:longitude。有效经度为[-180,180]。正的表示东经,负的表示西经。
  • 纬度:latitude。有效纬度为[-85.05112878,85.05112878]。正的表示北纬,负的表示南纬。
  • 位置名称:为该经纬度所标注的位置所命名的名称,也称为该 Geospatial 集合的空间元素名称。


通过该类型可以设置、查询某地理位置的经纬度,查询某范围内的空间元素,计算两空间元素间的距离等。


geoadd


格式:GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member …]


功能:将一到多个空间元素添加到指定的空间集合中。


说明:当用户尝试输入一个超出范围的经度或者纬度时,该命令会返回一个错误。


geopos


格式:GEOPOS key member [member …]


功能:从指定的地理空间中返回指定元素的位置,即经纬度。


说明:因为 该命令接受可变数量元素作为输入,所以即使用户只给定了一个元素,命令也会返回数组。


geodist


格式:GEODIST key member1 member2 [unit]


功能:返回两个给定位置之间的距离。其中 unit 必须是以下单位中的一种:


  • m :米,默认
  • km :千米
  • mi :英里
  • ft:英尺


说明:如果两个位置之间的其中一个不存在, 那么命令返回空值。另外,在计算距离时会假设地球为完美的球形, 在极限情况下, 这一假设最大会造成 0.5% 的误差。


geohash


格式:GEOHASH key member [member …]


功能:返回一个或多个位置元素的 Geohash 值。


说明:GeoHash 是一种地址编码方法。他能够把二维的空间经纬度数据编码成一个字符串。该值主要用于底层应用或者调试, 实际中的作用并不大。


georadius


格式:GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [ASC|DESC] [COUNT count]


功能:以给定的经纬度为中心,返回指定地理空间中包含的所有位置元素中,与中心距离不超过给定半径的元素。返回时还可携带额外的信息:


  • WITHCOORD :将位置元素的经维度也一并返回。
  • WITHDIST :在返回位置元素的同时,将位置元素与中心之间的距离也一并返回。距离的单位和用户给定的范围单位保持一致。
  • WITHHASH:将位置元素的 Geohash 也一并返回,不过这个 hash 以整数形式表示


命令默认返回未排序的位置元素。 通过以下两个参数,用户可以指定被返回位置元素的排序方式:


  • ASC :根据中心的位置,按照从近到远的方式返回位置元素。
  • DESC :根据中心的位置,按照从远到近的方式返回位置元素。


说明:在默认情况下, 该命令会返回所有匹配的位置元素。虽然用户可以使用 COUNT 选项去获取前 N 个匹配元素,但因为命令在内部可能会需要对所有被匹配的元素进行处理,所以在对一个非常大的区域进行搜索时,即使使用 COUNT 选项去获取少量元素,该命令的执行速度也可能会非常慢。


georadiusbymember


格式:GEORADIUSBYMEMBER key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [ASC|DESC] [COUNT count]


功能:这个命令和 GEORADIUS 命令一样,都可以找出位于指定范围内的元素,但该命令的中心点是由位置元素形式给定的,而不是像 GEORADIUS 那样,使用输入的经纬度来指定中心点。


说明:返回结果中也是包含中心点位置元素的


应用场景


Geospatial 的意义是地理位置,所以其主要应用地理位置相关的计算。例如,微信发现中的“附近”功能,添加朋友中“雷达加朋友”功能;QQ 动态中的“附近”功能;钉钉中的“签到”功能等。

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Redis进阶 - 数据结构:对象机制详解,一文深入底层分析
我们在前文已经阐述了Redis 5种基础数据类型详解,分别是字符串(string)、列表(list)、哈希(hash)、集合(set)、有序集合(zset),以及5.0版本中Redis Stream结构详解;那么这些基础类型的底层是如何实现的呢?Redis的每种对象其实都由对象结构(redisObject) 与 对应编码的数据结构组合而成, 本文主要介绍对象结构(redisObject) 部分。
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Redis进阶 - 数据结构:对象机制详解,一文深入底层分析