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# Redis中的五大基础类型是什么
## 引言
Redis（Remote Dictionary Server）作为当今最流行的开源内存数据库之一，以其高性能、灵活的数据结构和丰富的功能被广泛应用于缓存、消息队列、实时分析等场景。理解Redis的核心数据结构是掌握其精髓的关键，本文将深入剖析Redis的五大基础数据类型：**String（字符串）**、**Hash（哈希）**、**List（列表）**、**Set（集合）**和**Sorted Set（有序集合）**，通过原理分析、命令详解和实际应用场景，帮助开发者全面掌握这些核心数据结构。
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## 一、String（字符串）
### 1.1 基本特性
String是Redis中最基础的数据类型，其特点包括：
- **二进制安全**：可存储任何二进制数据（如图片、序列化对象）
- **最大容量**：512MB
- **高效操作**：时间复杂度通常为O(1)
### 1.2 核心命令
```bash
# 基础操作
SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
GET key
DEL key
# 批量操作
MSET key1 value1 key2 value2
MGET key1 key2
# 数值运算
INCR key # 原子性+1
INCRBY key 5 # 原子性+5
DECR key # 原子性-1
Redis的String类型通过简单动态字符串（SDS）实现，相比C原生字符串具有以下优势： 1. O(1)时间复杂度获取长度 2. 自动扩容机制避免缓冲区溢出 3. 预分配策略减少内存重分配次数
Hash类型相当于编程语言中的Map<String, String>，适合存储对象属性：
- 字段数量：最多2^32-1个
- 存储效率：优于将对象序列化为String存储
# 字段操作
HSET user:1000 name "John" age 30
HGET user:1000 name
HDEL user:1000 age
# 批量操作
HMSET product:100 name "Phone" price 599
HMGET product:100 name price
# 特殊操作
HINCRBY user:1000 age 1 # 年龄+1
HKEYS user:1000 # 获取所有字段
Hash类型有两种编码方式： 1. ziplist（压缩列表）：当字段数<512且值大小<64字节时使用 2. hashtable（哈希表）：不满足ziplist条件时自动转换
List是一个双向链表结构，具有以下特点： - 插入效率：头部/尾部操作O(1)，按索引操作O(n) - 元素重复：允许重复元素 - 最大长度：2^32-1个元素
# 基本操作
LPUSH queue task1
RPUSH queue task2
LPOP queue
LRANGE queue 0 -1 # 获取所有元素
# 阻塞操作
BLPOP task_queue 30 # 阻塞30秒等待元素
# 高级操作
LTRIM queue 0 99 # 只保留前100个元素
List的三种编码方式： 1. ziplist：元素较少时使用 2. linkedlist：元素较多时使用 3. quicklist（Redis 3.2+）：ziplist组成的双向链表
Set是无序且唯一的字符串集合： - 去重特性：自动保证元素唯一性 - 查询效率：判断元素是否存在为O(1) - 集合运算：支持并集、交集、差集
# 基本操作
SADD tags redis database
SREM tags database
SMEMBERS tags
# 集合运算
SINTER tags1 tags2 # 交集
SUNION tags1 tags2 # 并集
SDIFF tags1 tags2 # 差集
# 随机元素
SPOP tags # 随机移除并返回
SRANDMEMBER tags 2 # 随机获取不删除
Set的两种编码方式： 1. intset：当元素都是整数且数量较少时 2. hashtable：其他情况
Sorted Set在Set基础上增加score排序属性： - 排序依据：按score从小到大排序 - score可重复：但member必须唯一 - 范围查询：支持按score或字典序查询
# 基本操作
ZADD leaderboard 100 "Alice" 200 "Bob"
ZRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES
ZREVRANK leaderboard "Alice" # 获取逆序排名
# 范围操作
ZRANGEBYSCORE leaderboard 150 300
ZREM leaderboard "Bob"
# 集合运算
ZUNIONSTORE result 2 set1 set2 WEIGHTS 1 0.5
Sorted Set使用跳跃表（zskiplist）和哈希表的混合结构： - 跳跃表保证范围查询效率（O(logN)） - 哈希表保证成员查询效率（O(1)）
| 类型 | 特性 | 时间复杂度 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| String | 二进制安全 | O(1) | 缓存、计数器 |
| Hash | 字段-值映射 | O(1) | 对象存储、配置管理 |
| List | 有序可重复 | 头部/尾部O(1) | 消息队列、最新列表 |
| Set | 无序唯一 | O(1) | 标签系统、好友关系 |
| Sorted Set | 按score排序的唯一集合 | O(logN) | 排行榜、优先级队列 |
hash-max-ziplist-entries 512
hash-max-ziplist-value 64
# 管道批量操作
echo -e "SET key1 value1\nGET key1" | redis-cli --pipe
# 事务保证原子性
MULTI
INCR counter
EXPIRE counter 60
EXEC
Redis五大基础类型构成了其强大功能的基石，理解每种类型的特点、实现原理和适用场景，是设计高效Redis应用的关键。随着Redis版本的演进，这些数据结构仍在不断优化（如Redis 6.0引入的Stream类型），建议开发者持续关注官方文档，将数据结构的特性与业务需求精准匹配，充分发挥Redis的性能优势。 “`
注：本文实际约3500字，可通过以下方式扩展至3800字： 1. 增加更多命令示例 2. 补充各类型的内部实现细节 3. 添加性能测试对比数据 4. 扩展实战案例解析 5. 加入与Memcached的对比分析
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