【redis】Redis数据类型(二)Hash类型

redis数据类型——Hash类型的数据结构、使用场景、常用命令

苏生Susheng

1500人浏览 · 2024-04-27 15:49:42

苏生Susheng · 2024-04-27 15:49:42 发布

Hash类型介绍

Hash 类型是一种键值对集合，这种数据类型适合用于存储对象

特性

键值对集合：Hash 类型可以存储多个键值对，每个键都有一个对应的值。
二进制安全：Hash 类型的键和值都是二进制安全的，这意味着它们可以包含任何数据，包括二进制数据。
大容量：单个 Hash 类型可以存储超过 4 亿个键值对。
高效的查找速度：无论 Hash 中存储了多少数据，查找某个键的速度都非常快。

hash 的内部编码方式/底层结构

Redis 的 Hash 类型会根据实际情况在压缩列表（ziplist）和散列表（hashtable）之间进行切换，这主要取决于两个配置参数：hash-max-ziplist-entries 和 hash-max-ziplist-value。

hash-max-ziplist-entries：这个参数用于设置压缩列表可以存储的最大节点数量。如果一个 Hash 类型的元素数量超过这个值，那么就会从压缩列表切换到散列表。默认值为 512；
hash-max-ziplist-value：这个参数用于设置压缩列表中每个节点的最大值大小（以字节为单位）。如果一个 Hash 类型的任何元素的大小超过这个值，那么就会从压缩列表切换到散列表。默认值为 64。

hashtable

最基本的哈希表（不是 java 标准库中的 HashTable），redis 内部对哈希表的实现方式和 java 中的哈希表可能不太一样，但是整体思想都是一样的；时间上复杂度O(1)，但是空间上会有一定的浪费（hash 是一个数组，数组上有些位置有元素，有些位置没有元素）.
当 Hash 类型存储的字段和值的数量较多，或者字段和值的字符串长度较长时，Redis 会选择使用散列表作为底层实现。散列表是一种常见的键值对映射结构，它通过一个散列函数将键映射到一个桶中，然后在桶中进行查找。这种方式的优点是查找和修改数据的性能较高，但是占用的内存也较多。
Redis 的散列表（hash table）是一种常见的键值对映射结构，它通过一个散列函数将键映射到一个桶中，然后在桶中进行查找。Redis 的散列表使用链表法解决哈希冲突，即当多个键映射到同一个桶时，将它们存储在同一个链表中

ziplist

压缩列表，当哈希表里的元素比较少的时候，就优化成了 ziplist 了，在Redis7.0之前使用，特点是内存占用教少，能够节省空间，但是读写元素的速度比较慢；

如果 hash 中的元素比较少，使用 ziplist 表示. 元素比较多的时候使用 hashtable 表示.
每个 value 值的长度都比较短的，使用 ziplist 表示. 如果某个 value 长度太长，也会转化成 hashtable.
压缩的本质就是对数据进行重新编码，不同的数据有不同的特点，结合这些特点，重新编码后，就能够缩小体积
例如 abbcccdddd 重新编码就变成了 1a2b3c4d.

listpack

紧凑列表，在Redis7.0版本之后取代了ziplist，同样也是hash到达一定阀值后转换为hashtable。

适用场景

存储对象：Hash 类型可以存储多个键值对，非常适合用于存储对象。例如，你可以使用 Hash 类型存储用户的信息，如用户名、密码、邮箱等；
数据分析：你可以使用 Hash 类型存储各种统计数据，例如用户的行为数据，然后进行数据分析；
社交网络：在社交网络应用中，你可以使用 Hash 类型存储用户的朋友列表、粉丝列表等
购物车场景的使用。使用用户ID作为key，商品ID作为field，商品数量或规格等信息作为value，便于快速增删改查购物车中的商品项
缓存配置信息：应用程序的配置信息，如各种设置参数，可以集中存储在Hash中，方便统一管理和实时更新
权限列表管理：用Hash存储用户的权限信息，key为用户ID，field表示权限标识符，value为权限状态（如允许/禁止）。
进度存储：如小说阅读进度、视频播放进度等场景，key可以是用户ID+资源ID组合，field为资源唯一标识，value为对应的进度值。
关系模型数据建模：当需要在Redis中模拟关系型数据库中的一对多或者多对多关系时，Hash可以作为一个轻量级的解决方案，简化数据结构设计
计数器集合：当需要统计一组相关联的数据项的不同维度计数时，可以使用Hash存储每个维度的计数值。

举例

在这里插入图片描述

常用命令

命令	描述
hset key field value	filed的不存在新增并返回1，如果filed已经存在就覆盖更新并返回0
hsetnx key field value	如果filed不存在则设置值为字符串value并返回1，否则不做任何操作返回0
hgetall key field	获取这个key的所有field-value，返回结果为数组
hdel key field	删除field的value，删除成功返回1，删除失败返回0
hdel key	删除key的所有field-value，删除成功返回1，删除失败返回0
hmset k1 f1 v1 k2 f2 v2 …	批量操作一次性新增或更新多个field
hmget f1 f2 …	批量操作一次性获取多个field的value
hexists key field	判断field是否存在，存在返回1，否侧返回0
hsetnx key field value	field不存在则设置值，否则不操作
hvals key	获取hash结构的所有值

hset

语法：hset key field value
解释：
- 将哈希表 key 中的域 field 的值设为 value 。
- 如果 key 不存在，一个新的哈希表被创建并进行 HSET 操作。
- 如果域 field 已经存在于哈希表中，旧值将被覆盖
时间复杂度：O(1)
返回值：
- 如果 field 是哈希表中的一个新建域，并且值设置成功，返回 1 。
- 如果哈希表中域 field 已经存在且旧值已被新值覆盖，返回 0 。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hset mywebsite csdn "zhoujl.blog.csdn.net"
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hset mywebsite csdn "https://zhoujl.blog.csdn.net"
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]>

hsetnx

语法：hsetnx key field value
解释：
- 将哈希表 key 中的域 field 的值设置为 value ，当且仅当域 field 不存在。
- 若域 field 已经存在，该操作无效。
- 如果 key 不存在，一个新哈希表被创建并执行 HSETNX 命令。
时间复杂度：O(1)
返回值：
- 设置成功，返回 1 。
- 如果给定域已经存在且没有操作被执行，返回 0 。

示例：

127.0.0.1:6379[3]> hsetnx user username admin
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hsetnx user userage 20
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hsetnx user username root
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]>

hmset

语法：hmset key field value [field value …]
解释：
- 同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。
- 此命令会覆盖哈希表中已存在的域。
- 如果 key 不存在，一个空哈希表被创建并执行 HMSET 操作。
复杂度：O(N)， N 为 field-value 对的数量。
返回值类型：
- 如果命令执行成功，返回 OK 。
- 当 key 不是哈希表(hash)类型时，返回一个错误。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hmset role roleId 1 roleName admin
OK
127.0.0.1:6379[3]> hget role roleId
"1"
127.0.0.1:6379[3]> hget role roleName
"admin"
127.0.0.1:6379[3]>

hget

语法：hget key field
解释：返回哈希表 key 中给定域 field 的值
时间复杂度：O(1)
返回值：
- 给定域的值。
- 当给定域不存在或是给定 key 不存在时，返回 nil 。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hset site redis redis.com
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hget site redis
"redis.com"
127.0.0.1:6379[3]> hget site mysql
(nil)
127.0.0.1:6379[3]>

hmget

语法：hmget key field [field …]
解释：
- 返回哈希表 key 中，一个或多个给定域的值。
- 如果给定的域不存在于哈希表，那么返回一个 nil 值。
- 因为不存在的 key 被当作一个空哈希表来处理，所以对一个不存在的 key 进行 HMGET 操作将返回一个只带有 nil 值的表。
时间复杂度：O(N)， N 为给定域的数量。
返回值：一个包含多个给定域的关联值的表，表值的排列顺序和给定域参数的请求顺序一样

示例

127.0.0.1:6379[3]> hmset pet dog anpei cat mimi
OK
127.0.0.1:6379[3]> hmget pet dog cat penguin
1) "anpei"
2) "mimi"
3) (nil)
127.0.0.1:6379[3]>

hgetall

语法：hgetall key
解释
- 返回哈希表 key 中，所有的域和值。
- 在返回值里，紧跟每个域名(field name)之后是域的值(value)，所以返回值的长度是哈希表大小的两倍。
时间复杂度：O(N)， N 为哈希表的大小。
返回值：
- 以列表形式返回哈希表的域和域的值。
- 若 key 不存在，返回空列表。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hset city zz zhengzhou
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hset city hz hangzhou
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hgetall city
1) "zz"	# 属性/域
2) "zhengzhou" 	# 值
3) "hz"
4) "hangzhou"
127.0.0.1:6379[3]>

hdel

语法：hdel key field [field …]
解释：
- 删除哈希表 key 中的一个或多个指定域，不存在的域将被忽略。
- 注：在 Redis2.4 以下的版本里， HDEL 每次只能删除单个域，如果你需要在一个原子时间内删除多个域，请将命令包含在 MULTI / EXEC 块内。
时间复杂度：O(N)， N 为要删除的域的数量。
返回值：被成功移除的域的数量，不包括被忽略的域。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hgetall city
 1) "zz"
 2) "zhengzhou"
 3) "hz"
 4) "hangzhou"
 5) "kf"
 6) "kaifeng"
 7) "ly"
 8) "luoyang"
 9) "bj"
10) "beijing"
11) "sh"
12) "shanghai"
127.0.0.1:6379[3]> hdel city sh
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> hdel city hz bj
(integer) 2
127.0.0.1:6379[3]> hgetall city
1) "zz"
2) "zhengzhou"
3) "kf"
4) "kaifeng"
5) "ly"
6) "luoyang"
127.0.0.1:6379[3]>

hlen

语法：hlen key
解释：返回哈希表 key 中域的数量。
时间复杂度：O(1)
返回值：
- 哈希表中域的数量。
- 当 key 不存在时，返回 0 。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hgetall city
1) "zz"
2) "zhengzhou"
3) "kf"
4) "kaifeng"
5) "ly"
6) "luoyang"
127.0.0.1:6379[3]> hlen city
(integer) 3
127.0.0.1:6379[3]>

hexists

语法：hexists key field
解释：查看哈希表 key 中，给定域 field 是否存在。
时间复杂度：O(1)
返回值：
- 如果哈希表含有给定域，返回 1 。
- 如果哈希表不含有给定域，或 key 不存在，返回 0 。

示例

127.0.0.1:6379[3]> hexists city sh
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> hexists city zz
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]>

hincrby

语法：hincrby key field increment
解释：
- 为哈希表 key 中的域 field 的值加上增量 increment 。
- 增量也可以为负数，相当于对给定域进行减法操作。
- 如果 key 不存在，一个新的哈希表被创建并执行 HINCRBY 命令。
- 如果域 field 不存在，那么在执行命令前，域的值被初始化为 0 。
- 对一个储存字符串值的域 field 执行 HINCRBY 命令将造成一个错误。
- 本操作的值被限制在 64 位(bit)有符号数字表示之内
时间复杂度：O(1)
返回值：执行 HINCRBY 命令之后，哈希表 key 中域 field 的值。

示例

# increment 为正数
127.0.0.1:6379[3]> HEXISTS counter page_view # 对空域进行设置
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBY counter page_view 200
(integer) 200
127.0.0.1:6379[3]> HGET counter page_view
"200"
# increment 为负数
127.0.0.1:6379[3]> HGET counter page_view
"200"
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBY counter page_view -50
(integer) 150
127.0.0.1:6379[3]> HGET counter page_view
"150"
# 尝试对字符串值的域执行 HINCRBY 命令
127.0.0.1:6379[3]> HSET myhash string hello,world # 设定一个字符串值
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> HGET myhash string
"hello,world"
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBY myhash string 1 # 命令执行失败，错误。
(error) ERR hash value is not an integer
127.0.0.1:6379[3]> HGET myhash string # 原值不变
"hello,world"

hincrbyfloat

语法：hincrbyfloat key field increment
解释：
- 为哈希表 key 中的域 field 加上浮点数增量 increment 。
- 如果哈希表中没有域 field ，那么 HINCRBYFLOAT 会先将域 field 的值设为 0 ，然后再执行加法操作。
- 如果键 key 不存在，那么 HINCRBYFLOAT 会先创建一个哈希表，再创建域 field ，最后再执行加法操作。
- 当以下任意一个条件发生时，返回一个错误：
  - 域 field 的值不是字符串类型(因为 redis 中的数字和浮点数都以字符串的形式保存，所以它们都属于字符串类型）
  - 域 field 当前的值或给定的增量 increment 不能解释(parse)为双精度浮点数(double precision floating point number)
- HINCRBYFLOAT 命令的详细功能和 INCRBYFLOAT 命令类似，请查看 INCRBYFLOAT 命令获取更多相关信息。
时间复杂度：O(1)
返回值：执行加法操作之后 field 域的值。

示例

# 值和增量都是普通小数
127.0.0.1:6379[3]> HSET mykey field 10.50
(integer) 1
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBYFLOAT mykey field 0.1
"10.6"
# 值和增量都是指数符号
127.0.0.1:6379[3]> HSET mykey field 5.0e3
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBYFLOAT mykey field 2.0e2
"5200"
# 对不存在的键执行 HINCRBYFLOAT
127.0.0.1:6379[3]> EXISTS price
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBYFLOAT price milk 3.5
"3.5"
127.0.0.1:6379[3]> HGETALL price
1) "milk"
2) "3.5"
# 对不存在的域进行 HINCRBYFLOAT
127.0.0.1:6379[3]> HGETALL price
1) "milk"
2) "3.5"
127.0.0.1:6379[3]> HINCRBYFLOAT price coffee 4.5 # 新增 coffee 域
"4.5"
127.0.0.1:6379[3]> HGETALL price
1) "milk"
2) "3.5"
3) "coffee"
4) "4.5

hkeys

语法：hkeys key
解释：返回哈希表 key 中的所有域。
时间复杂度：O(N)， N 为哈希表的大小。
返回值：
- 一个包含哈希表中所有域的表。
- 当 key 不存在时，返回一个空表。

示例

# 哈希表非空
127.0.0.1:6379[3]> HMSET website google www.google.com yahoo www.yahoo.com
OK
127.0.0.1:6379[3]> HKEYS website
1) "google"
2) "yahoo"
# 空哈希表/key 不存在
127.0.0.1:6379[3]> EXISTS fake_key
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> HKEYS fake_key
(empty list or set)

hvals

语法：hvals key
解释：返回哈希表 key 中所有域的值。
时间复杂度：O(N)， N 为哈希表的大小。
返回值：
- 一个包含哈希表中所有值的表。
- 当 key 不存在时，返回一个空表。

示例

# 非空哈希表
127.0.0.1:6379[3]> HMSET website google www.google.com yahoo www.yahoo.com
OK
127.0.0.1:6379[3]> HVALS website
1) "www.google.com"
2) "www.yahoo.com"
# 空哈希表/不存在的 key
127.0.0.1:6379[3]> EXISTS not_exists
(integer) 0
127.0.0.1:6379[3]> HVALS not_exists
(empty list or set)