Redis数据库的五类核心数据结构详解

Redis是一个开源的键值存储系统，支持多种类型的值模型，其中五种核心的数据结构是：String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（哈希表）、和Sorted Set（有序集合）。下面将对每种数据结构进行详细解析。

1. String（字符串）

String数据结构是最简单的数据类型，通常用于存储文本或二进制数据。它可以包含的数据大小限制为512MB。这种结构不只是普通的字符串，也可以用来储存数值，经常利用其进行计数器的操作。它支持范围操作，可以只对字符串的一部分进行操作，而不必操作整个字符串。

操作例子：

• SET mykey "Hello"
• GET mykey
• INCR counter (将 key 存储的数字值增一)

2. List（列表）

List是简单的字符串列表，按照插入顺序进行排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。它是一个双向链表，因此即使在列表中有数百万的元素，左右端的插入和删除操作依旧保持高效。List可以用作队列，栈，或实现阻塞队列和发布/订阅模式。

操作例子：

• LPUSH mylist "hello"
• RPUSH mylist "world"
• LPOP mylist
• BRPOP mylist 0 (阻塞性地从列表中取得元素)

3. Set（集合）

Set是字符串的无序集合。和Lists不同，Sets不允许重复的元素。因此，它非常适合用来储存唯一性要求的信息，如统计访问IP，社交元素的互动特征等。Redis的Set提供了高效的集合操作，例如并集，交集，差集等。

操作例子：

• SADD myset "Hello"
• SADD myset "World"
• SREM myset "Hello"
• SISMEMBER myset "World"

4. Hash（哈希表）

Hash是键值对集合。它是字符串字段和字符串值之间的映射表，适合存储对象。每个哈希可以存储42亿个键值对。你可以用它来存储用户的不同属性，而无需为每个属性创建多个独立的Strings。

操作例子：

• HSET myhash field1 "Hello"
• HGET myhash field1
• HGETALL myhash
• HDEL myhash field1

5. Sorted Set（有序集合）

Sorted Set是Set的升级版本，它插入的每个元素都会关联一个double类型的分数。Redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。Sorted Sets通过分数值和字典顺序混合排序，适用于需要权重排序的场景，如实现排行榜。

操作例子：

• ZADD myzset 1 "one"
• ZADD myzset 2 "two"
• ZRANGE myzset 0 -1 WITHSCORES
• ZREM myzset "one"

在实践中，使用这些数据结构时，你需要根据应用场景选择合适的数据结构。例如，为了维护一个数据存量巨大的用户会话状态，你可以结合使用这些核心数据结构，选择String存储单个会话信息，使用Hash存储结构化的用户信息，List或Sorted Set来维护会话的有序列表等。Redis 的这些数据结构，因其独特的存储和访问模式，为高性能和高并发的数据操作提供了强大的支撑。