也當過面試官，面試過不少應聘者，因為是我自己招人自己用，所以我不會看應聘者造火箭的技術有多牛比，只看擰螺絲的手藝瓷不瓷實。畢竟以后是一個整體，拖了大家后腿團隊都很難受。

面試的題目一般也不會太難，就像問Redis，我只是想確認他真正用過就夠了。Redis 5種基礎數據結構和簡單操作要知道，最基本的要求，如果這個時候他會說出每種數據結構大致的應用場景，那么這一定是加分的，起碼要比那些只會說出幾種數據結構后，在那干瞪眼等我問下一個問題的強很多，千萬別冷場。

Redis基礎數據結構有哪些？

一、String（字符串）

在任何一種編程語言里，字符串String都是最基礎的數據結構， 那你有想過Redis中存儲一個字符串都進行了哪些操作嘛？

在Redis中String是可以修改的，稱為動態字符串(Simple Dynamic String 簡稱 SDS)（快拿小本本記名詞，要考的），說是字符串但它的內部結構更像是一個 ArrayList，內部維護著一個字節數組，并且在其內部預分配了一定的空間，以減少內存的頻繁分配。

Redis的內存分配機制是這樣：

• 當字符串的長度小于 1MB時，每次擴容都是加倍現有的空間。
• 如果字符串長度超過 1MB時，每次擴容時只會擴展 1MB 的空間。

這樣既保證了內存空間夠用，還不至于造成內存的浪費，字符串最大長度為 512MB.。

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上圖就是字符串的基本結構，其中 content 里面保存的是字符串內容，0x0作為結束字符不會被計算len中。

分析一下字符串的數據結構

struct SDS{T capacity; //數組容量T len; //實際長度byte flages; //標志位,低三位表示類型byte[] content; //數組內容 }

capacity 和 len兩個屬性都是泛型，為什么不直接用int類型？因為Redis內部有很多優化方案，為更合理的使用內存，不同長度的字符串采用不同的數據類型表示，且在創建字符串的時候 len 會和 capacity 一樣大，不產生冗余的空間，所以String值可以是字符串、數字（整數、浮點數) 或者 二進制。

1、應用場景：

存儲key-value鍵值對，這個比較簡單不細說了

2、字符串（String）常用的命令：

set [key] [value] 給指定key設置值（set 可覆蓋老的值）get [key] 獲取指定key 的值del [key] 刪除指定keyexists [key] 判斷是否存在指定keymset [key1] [value1] [key2] [value2] ...... 批量存鍵值對mget [key1] [key2] ...... 批量取keyexpire [key] [time] 給指定key 設置過期時間 單位秒setex [key] [time] [value] 等價于 set + expire 命令組合setnx [key] [value] 如果key不存在則set 創建，否則返回0incr [key] 如果value為整數 可用 incr命令每次自增1incrby [key] [number] 使用incrby命令對整數值 進行增加 number

二、list(列表)

Redis中的list和Java中的LinkedList很像，底層都是一種鏈表結構， list的插入和刪除操作非常快，時間復雜度為 0(1)，不像數組結構插入、刪除操作需要移動數據。

像歸像，但是redis中的list底層可不是一個雙向鏈表那么簡單。

當數據量較少的時候它的底層存儲結構為一塊連續內存，稱之為ziplist(壓縮列表)，它將所有的元素緊挨著一起存儲，分配的是一塊連續的內存；當數據量較多的時候將會變成quicklist(快速鏈表)結構。

可單純的鏈表也是有缺陷的，鏈表的前后指針 prev 和 next 會占用較多的內存，會比較浪費空間，而且會加重內存的碎片化。在redis 3.2之后就都改用ziplist+鏈表的混合結構，稱之為 quicklist(快速鏈表)。

下面具體介紹下兩種鏈表

ziplist(壓縮列表)

先看一下ziplist的數據結構，

struct ziplist<T>{int32 zlbytes; //壓縮列表占用字節數int32 zltail_offset; //最后一個元素距離起始位置的偏移量,用于快速定位到最后一個節點int16 zllength; //元素個數T[] entries; //元素內容int8 zlend; //結束位 0xFF }

int32 zlbytes： 壓縮列表占用字節數int32 zltail_offset： 最后一個元素距離起始位置的偏移量,用于快速定位到最后一個節點

`int16 zllength`：元素個數 `T[] entries`：元素內容 `int8 zlend`：結束位 0xFF

壓縮列表為了支持雙向遍歷，所以才會有 ztail_offset 這個字段，用來快速定位到最后一
個元素，然后倒著遍歷

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entry的數據結構：

struct entry{int<var> prevlen; //前一個 entry 的長度int<var> encoding; //元素類型編碼optional byte[] content; //元素內容 }

entry它的 prevlen 字段表示前一個 entry 的字節長度，當壓縮列表倒著遍歷時，需要通過這
個字段來快速定位到下一個元素的位置。

1、應用場景：

由于list它是一個按照插入順序排序的列表，所以應用場景相對還較多的，例如：

• 消息隊列：lpop和rpush（或者反過來，lpush和rpop）能實現隊列的功能
• 朋友圈的點贊列表、評論列表、排行榜：lpush命令和lrange命令能實現最新列表的功能，每次通過lpush命令往列表里插入新的元素，然后通過lrange命令讀取最新的元素列表。

2、list操作的常用命名：

rpush [key] [value1] [value2] ...... 鏈表右側插入rpop [key] 移除右側列表頭元素，并返回該元素lpop [key] 移除左側列表頭元素，并返回該元素llen [key] 返回該列表的元素個數lrem [key] [count] [value] 刪除列表中與value相等的元素，count是刪除的個數。 count>0 表示從左側開始查找，刪除count個元素，count<0 表示從右側開始查找，刪除count個相同元素，count=0 表示刪除全部相同的元素(PS: index 代表元素下標，index 可以為負數， index= 表示倒數第一個元素，同理 index=-2 表示倒數第二 個元素。)lindex [key] [index] 獲取list指定下標的元素 （需要遍歷，時間復雜度為O(n)）lrange [key] [start_index] [end_index] 獲取list 區間內的所有元素 （時間復雜度為 O（n））ltrim [key] [start_index] [end_index] 保留區間內的元素，其他元素刪除（時間復雜度為 O（n））

三、hash （字典）

Redis 中的 Hash和 Java的 HashMap 更加相似，都是數組+鏈表的結構，當發生 hash 碰撞時將會把元素追加到鏈表上，值得注意的是在 Redis 的 Hash 中 value 只能是字符串.

hset books java "Effective java" (integer) 1 hset books golang "concurrency in go" (integer) 1 hget books java "Effective java" hset user age 17 (integer) 1 hincrby user age 1 #單個 key 可以進行計數 和 incr 命令基本一致 (integer) 18

Hash 和String都可以用來存儲用戶信息 ，但不同的是Hash可以對用戶信息的每個字段單獨存儲；String存的是用戶全部信息經過序列化后的字符串，如果想要修改某個用戶字段必須將用戶信息字符串全部查詢出來，解析成相應的用戶信息對象，修改完后在序列化成字符串存入。而 hash可以只對某個字段修改，從而節約網絡流量，不過hash內存占用要大于 String，這是 hash 的缺點。

1、應用場景：

• 購物車：hset [key] [field] [value] 命令， 可以實現以用戶Id，商品Id為field，商品數量為value，恰好構成了購物車的3個要素。
• 存儲對象：hash類型的(key, field, value)的結構與對象的(對象id, 屬性, 值)的結構相似，也可以用來存儲對象。

2、hash常用的操作命令：

hset [key] [field] [value] 新建字段信息hget [key] [field] 獲取字段信息hdel [key] [field] 刪除字段hlen [key] 保存的字段個數hgetall [key] 獲取指定key 字典里的所有字段和值 （字段信息過多,會導致慢查詢 慎用：親身經歷 曾經用過這個這個指令導致線上服務故障）hmset [key] [field1] [value1] [field2] [value2] ...... 批量創建hincr [key] [field] 對字段值自增hincrby [key] [field] [number] 對字段值增加number

四、set(集合)

Redis 中的 set和Java中的HashSet 有些類似，它內部的鍵值對是無序的、唯一 的。它的內部實現相當于一個特殊的字典，字典中所有的value都是一個值 NULL。當集合中最后一個元素被移除之后，數據結構被自動刪除，內存被回收。

1、應用場景：

• 好友、關注、粉絲、感興趣的人集合：
  1) sinter命令可以獲得A和B兩個用戶的共同好友；
  2) sismember命令可以判斷A是否是B的好友；
  3) scard命令可以獲取好友數量；
  4) 關注時，smove命令可以將B從A的粉絲集合轉移到A的好友集合
• 首頁展示隨機：美團首頁有很多推薦商家，但是并不能全部展示，set類型適合存放所有需要展示的內容，而srandmember命令則可以從中隨機獲取幾個。
• 存儲某活動中中獎的用戶ID ，因為有去重功能，可以保證同一個用戶不會中獎兩次。

2、set的常用命令：

sadd [key] [value] 向指定key的set中添加元素smembers [key] 獲取指定key 集合中的所有元素sismember [key] [value] 判斷集合中是否存在某個valuescard [key] 獲取集合的長度spop [key] 彈出一個元素srem [key] [value] 刪除指定元素

五、zset(有序集合)

zset也叫SortedSet一方面它是個 set ，保證了內部 value 的唯一性，另方面它可以給每個 value 賦予一個score，代表這個value的排序權重。它的內部實現用的是一種叫作“跳躍列表”的數據結構。

1、應用場景：

zset 可以用做排行榜，但是和list不同的是zset它能夠實現動態的排序，例如： 可以用來存儲粉絲列表，value 值是粉絲的用戶 ID，score 是關注時間，我們可以對粉絲列表按關注時間進行排序。

zset 還可以用來存儲學生的成績， value 值是學生的 ID, score 是他的考試成績。 我們對成績按分數進行排序就可以得到他的名次。

2、zset有序集合的常用操作命令：

zadd [key] [score] [value] 向指定key的集合中增加元素zrange [key] [start_index] [end_index] 獲取下標范圍內的元素列表，按score 排序輸出zrevrange [key] [start_index] [end_index] 獲取范圍內的元素列表 ，按score排序 逆序輸出zcard [key] 獲取集合列表的元素個數zrank [key] [value] 獲取元素再集合中的排名zrangebyscore [key] [score1] [score2] 輸出score范圍內的元素列表zrem [key] [value] 刪除元素zscore [key] [value] 獲取元素的score

總結

本文很多概念都一帶而過了，只是給大家粗略的講述一下Redis五種基礎數據結構和應用場景，旨在給小伙伴們一個面試備題的方向

來源：思否

作者：程序員內點事

原文：https://segmentfault.com/a/1190000022800471

總結

以上是生活随笔為你收集整理的hashmap应用场景_Redis 5种数据结构 及使用场景分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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