Redis 支持的主要数据结构及其对应操作命令的详细解释，结合具体使用场景和示例：

1. 字符串（String）

• 用途：存储文本、数值或二进制数据，适用于缓存、计数器等。

• 常用命令：

  • SET key value：设置键值对。
  • GET key：获取键对应的值。
  • INCR key：将键的值递增1（原子操作）。
  • EXPIRE key seconds：设置键的过期时间。

• 示例：

  SET user:1001:name "Alice"# 存储用户名GET user:1001:name           # 返回 "Alice"INCR article:123:views       # 文章阅读量+1

• 场景 1：缓存用户 Token

  # 存储 Token，有效期 1 小时SET user:1001:token "abc123"EX 3600# 返回：OK# 获取 TokenGET user:1001:token# 返回："abc123"# 检查剩余过期时间TTL user:1001:token# 返回：3590（剩余秒数）

• 场景 2：计数器（文章阅读量）

  # 初始化阅读量SET article:2001:views 0# 返回：OK# 阅读量 +1INCR article:2001:views# 返回：1（递增后的值）# 批量递增（+5）INCRBY article:2001:views 5# 返回：6

• 场景 3：分布式锁

  # 尝试获取锁（有效期 10 秒）SET order:lock "process123"NX PX 10000# 返回：OK（获取成功）或 nil（失败）# 释放锁（需值匹配）EVAL "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end"1order:lock process123# 返回：1（删除成功）或 0（失败）

2. 哈希（Hash）

• 用途：存储对象字段，适合保存用户信息、商品属性等结构化数据。

• 常用命令：

  • HSET key field value：设置哈希字段值。
  • HGET key field：获取哈希字段值。
  • HGETALL key：获取所有字段和值。

• 示例：

  HSET user:1001 age 30email "alice@example.com"# 存储用户信息HGET user:1001 age                               # 返回 "30"HGETALL user:1001                                # 返回所有字段和值

• 场景 1：存储用户信息

  # 添加用户字段HSET user:1001 name "Alice"age 30email "alice@example.com"# 返回：3（添加的字段数）# 获取单个字段HGET user:1001 name# 返回："Alice"# 获取所有字段HGETALL user:1001# 返回：# 1) "name"# 2) "Alice"# 3) "age"# 4) "30"# 5) "email"# 6) "alice@example.com"

• 场景 2：商品库存管理

  # 设置商品库存HSET product:5001 stock 100price 2999# 返回：2# 扣减库存（原子操作）HINCRBY product:5001 stock -1# 返回：99# 获取价格HGET product:5001 price# 返回："2999"

• 场景 3：配置中心

  # 存储服务配置HSET service:config timeout5000retry 3enable_cache true# 返回：3# 修改配置HSET service:config timeout10000# 返回：0（字段已存在，仅更新）# 删除配置字段HDEL service:config retry# 返回：1

3. 列表（List）

• 用途：实现消息队列、最新消息列表（如微博时间线）。

• 常用命令：

  • LPUSH key value：从列表左侧插入元素。
  • RPOP key：从列表右侧弹出元素。
  • LRANGE key start end：获取列表范围内的元素。

• 示例：

  LPUSH news:latest "Article 1"# 插入最新新闻LPUSH news:latest "Article 2"LRANGE news:latest 04# 获取前5条新闻

• 场景 1：消息队列

  # 生产者推送任务LPUSH task:queue "send_email:user1""generate_report:user2"# 返回：2（队列长度）# 消费者获取任务RPOP task:queue# 返回："send_email:user1"# 查看队列剩余任务LRANGE task:queue 0-1# 返回：1) "generate_report:user2"

• 场景 2：最新消息列表

  # 插入最新新闻LPUSH news:latest "Article 3""Article 2""Article 1"# 返回：3# 获取前 2 条新闻LRANGE news:latest 01# 返回：# 1) "Article 1"# 2) "Article 2"

• 场景 3：阻塞队列

  # 消费者阻塞等待任务（超时 10 秒）BRPOP task:queue 10# 返回（如果有任务）：# 1) "task:queue"# 2) "generate_report:user2"

4. 集合（Set）

• 用途：存储唯一元素，支持交集、并集操作（如共同好友、标签系统）。

• 常用命令：

  • SADD key member：添加元素到集合。
  • SMEMBERS key：获取集合所有元素。
  • SINTER key1 key2：计算多个集合的交集。

• 示例：

  SADD user:1001:follows 20012002# 用户1001关注2001和2002SADD user:1002:follows 20012003SINTER user:1001:follows user:1002:follows  # 返回共同关注用户2001

• 场景 1：标签系统

  # 添加文章标签SADD article:3001:tags "tech""redis""database"# 返回：3# 查找共同标签SINTER article:3001:tags article:3002:tags# 返回（假设 article:3002 有 "tech" 和 "cloud"）：# 1) "tech"

• 场景 2：抽奖活动

  # 添加参与者SADD lottery:2023 "user100""user200""user300"# 返回：3# 随机抽取 1 名中奖者SRANDMEMBER lottery:2023# 返回："user200"（随机结果）# 移除并返回中奖者SPOP lottery:2023# 返回："user100"

• 场景 3：黑白名单

  # 添加黑名单用户SADD blacklist:ip "192.168.1.1""192.168.1.2"# 返回：2# 检查 IP 是否在黑名单SISMEMBER blacklist:ip "192.168.1.1"# 返回：1（存在）

5. 有序集合（Sorted Set）

• 用途：排行榜、优先级队列（按分数排序）。

• 常用命令：

  • ZADD key score member：添加带分数的成员。
  • ZRANGE key start end [WITHSCORES]：按分数升序返回成员。
  • ZREVRANGE key start end：按分数降序返回成员。

• 示例：

  ZADD game:leaderboard 1500"PlayerA"# 添加玩家分数ZADD game:leaderboard 2000"PlayerB"ZREVRANGE game:leaderboard 09WITHSCORES  # 返回前10名玩家

• 场景 1：游戏排行榜

  # 添加玩家分数ZADD game:leaderboard 1500"PlayerA"2000"PlayerB"1800"PlayerC"# 返回：3# 获取前 3 名（降序）ZREVRANGE game:leaderboard 02WITHSCORES# 返回：# 1) "PlayerB"# 2) "2000"# 3) "PlayerC"# 4) "1800"# 5) "PlayerA"# 6) "1500"

• 场景 2：延时任务

  # 添加任务（时间戳为分数）ZADD tasks:delayed 1672531200"task1"1672617600"task2"# 返回：2# 获取当前需处理的任务（分数 <= 当前时间戳）ZRANGEBYSCORE tasks:delayed -inf1672531200# 返回：1) "task1"

• 场景 3：热搜榜单

  # 更新关键词热度ZINCRBY hot:keywords 1"redis"# 返回："1"（当前分数）ZINCRBY hot:keywords 1"java"# 返回："1"# 获取 Top 10 热搜词ZREVRANGE hot:keywords 09WITHSCORES# 返回：# 1) "redis"# 2) "1"# 3) "java"# 4) "1"

6. 地理位置（GEO）

• 用途：存储和查询地理位置（附近的人、商家）。

• 常用命令：

  • GEOADD key longitude latitude member：添加地理坐标。
  • GEODIST key member1 member2 [unit]：计算两地距离。
  • GEORADIUS key longitude latitude radius unit：查找范围内的成员。

• 示例：

  GEOADD restaurants 116.40426939.913818"RestaurantA"# 添加餐厅坐标GEORADIUS restaurants 116.40539.9142km WITHDIST      # 查找2公里内的餐厅

• 场景 1：附近餐厅查询

  # 添加餐厅坐标GEOADD restaurants 116.40426939.913818"RestaurantA"116.40753139.915264"RestaurantB"# 返回：2# 查找 1 公里内的餐厅GEORADIUS restaurants 116.40528539.9129871km WITHDIST# 返回：# 1) 1) "RestaurantA"#    2) "0.8923"

• 场景 2：计算距离

  # 计算两餐厅距离GEODIST restaurants "RestaurantA""RestaurantB"km# 返回："0.312"（公里）

• 场景 3：获取坐标

  # 获取餐厅坐标GEOPOS restaurants "RestaurantA"# 返回：# 1) 1) "116.404269"#    2) "39.913818"

7. 位图（Bitmap）

• 用途：位操作（如用户签到、活跃统计）。

• 常用命令：

  • SETBIT key offset value：设置位的值（0或1）。
  • GETBIT key offset：获取位的值。
  • BITCOUNT key：统计值为1的位数。

• 示例：

  SETBIT user:1001:sign:202310 51# 用户1001在10月6日签到BITCOUNT user:1001:sign:202310    # 统计本月签到天数

• 场景 1：用户签到

  # 用户 1001 在 10 月 1 日签到（偏移量 0）SETBIT user:1001:sign:202310 01# 返回：0（之前位的值）# 检查 10 月 1 日是否签到GETBIT user:1001:sign:202310 0# 返回：1

• 场景 2：活跃用户统计

  # 统计 10 月累计签到天数BITCOUNT user:1001:sign:202310# 返回：3（假设签到 3 天）

• 场景 3：权限控制

  # 设置权限位（位 0: 读，位 1: 写）SETBIT user:1001:permissions 01SETBIT user:1001:permissions 10# 检查写权限GETBIT user:1001:permissions 1# 返回：0（无权限）

8. HyperLogLog

• 用途：近似去重计数（如统计UV）。

• 常用命令：

  • PFADD key element：添加元素。
  • PFCOUNT key：统计唯一元素数量。

• 示例：

  PFADD daily_uv:20231001 "user1""user2"# 记录当日访问用户PFCOUNT daily_uv:20231001                # 返回近似UV数

• 场景 1：UV 统计

  # 记录用户访问PFADD daily_uv:20231001 "user1""user2""user1"# 返回：1（新增唯一用户数）# 获取当日 UVPFCOUNT daily_uv:20231001# 返回：2

• 场景 2：合并多日 UV

  # 合并 10 月 1 日和 2 日的 UVPFMERGE weekly_uv:20231001-07 daily_uv:20231001 daily_uv:20231002# 返回：OK# 获取周 UVPFCOUNT weekly_uv:20231001-07# 返回：5（假设两日共有 5 个唯一用户）

9. 流（Stream）

• 用途：消息队列（支持消费者组、消息持久化）。

• 常用命令：

  • XADD key * field1 value1：添加消息。
  • XREAD COUNT num STREAMS key $：读取消息。
  • XGROUP CREATE key groupname $：创建消费者组。

• 示例：

  XADD order:stream * user "Alice"product "Phone"# 发布订单消息XREAD COUNT 10STREAMS order:stream 0# 读取消息

• 场景 1：订单消息队列

  # 发布订单消息XADD orders:* user_id 1001product_id 2001status "created"# 返回："1672531200000-0"（消息 ID）# 读取最新消息XREAD COUNT 1STREAMS orders:*# 返回：# 1) 1) "orders:*"#    2) 1) 1) "1672531200000-0"#          2) 1) "user_id"#             2) "1001"#             3) "product_id"#             4) "2001"#             5) "status"#             6) "created"

• 场景 2：消费者组

  # 创建消费者组XGROUP CREATE orders:stream order_group $# 返回：OK# 消费者读取消息XREADGROUP GROUP order_group consumer1 COUNT 1STREAMS orders:stream ># 返回：同上消息内容

10. 发布/订阅（Pub/Sub）

• 用途：消息广播（如实时通知、聊天室）。

• 常用命令：

  • PUBLISH channel message：发布消息到频道。
  • SUBSCRIBE channel：订阅频道。

• 示例：

  SUBSCRIBE news_updates     # 订阅新闻频道PUBLISH news_updates "Redis 7.0 released!"# 发布新闻

• 场景 1：实时通知

  # 订阅新闻频道SUBSCRIBE news# 返回：# 1) "subscribe"# 2) "news"# 3) (integer) 1# 发布新闻PUBLISH news "Redis 7.0 released!"# 订阅者接收：# 1) "message"# 2) "news"# 3) "Redis 7.0 released!"

• 场景 2：多频道订阅

  # 订阅多个频道PSUBSCRIBE news.*# 发布到 news.techPUBLISH news.tech "New Redis features"# 订阅者接收：# 1) "pmessage"# 2) "news.*"# 3) "news.tech"# 4) "New Redis features"

总结

通过以上示例，可以得出如下总结：

通过合理选择数据结构和命令，可以高效解决缓存、实时统计、消息通信等多样化需求。