Redis 核心数据结构与命令

Redis 系统讲解第一篇：把五大类型的命令讲全，再补上"01 路线篇"没展开的键设计与底层编码对应关系。01 篇是"高频命令体感"，这一篇是"全景地图"——忘了哪个命令，先来这里查。

键设计：先定规范再写代码

Redis 只有 key-value 两层，业务语义全靠 key 的命名约定：

业务域:对象:ID:字段     —— 冒号分层是社区通用惯例
user:1:profile          # 用户 1 的资料（Hash）
order:202608:count      # 8 月订单计数（String/INCR）
sign:user:1:202608      # 用户 1 的 8 月签到（Bitmap）

三条红线：

key 别太长也别太短：太长占内存（key 本身也是数据），太短没语义。100 字节以内为佳。
警惕大 key：单个 value 太大（如一个 10 万元素的 List、几 MB 的 String）——读写阻塞单线程、删除卡顿（用 UNLINK 异步删代替 DEL）、迁移卡顿。发现手段：redis-cli --bigkeys。
警惕热 key：某个 key 被疯狂访问（秒杀商品）——单线程模型下它是瓶颈。解法：本地缓存兜一层、key 加随机后缀拆多份。

String：最全命令与场景

命令	作用	场景备注
`SET key val [EX 秒] [NX\|XX] [KEEPTTL]`	写入	NX=不存在才写；XX=存在才写；KEEPTTL 保留原 TTL
`GET` / `MGET` / `MSET`	读 / 批量读 / 批量写	MGET 一次网络往返拿 N 个，比循环 GET 快
`INCR` / `INCRBY` / `INCRBYFLOAT`	原子自增	计数器、限流、分布式 id 雏形
`APPEND` / `STRLEN`	追加 / 长度	value 是字符串语义时用
`SETNX`	不存在才写	老式锁写法，已被 `SET NX EX` 取代
`GETRANGE` / `SETRANGE`	读子串 / 覆写子串	偏移量操作

注意：Redis 的 String 是二进制安全的——存图片字节、序列化后的 JSON 都行，上限 512MB。

Hash

HSET user:1 name "张三" age 21          # 多 field 一次写
HGET / HMGET / HGETALL                   # 单取 / 多取 / 全取
HDEL field / HKEYS / HVALS / HLEN        # 删 field / 全部 field / 全部 value / 长度
HINCRBY user:1 age 1                     # field 级原子自增——对象内计数很顺手

场景：对象缓存（比整个 JSON 塞 String 好改单字段）、购物车（field=商品 id，value=数量）。

List

LPUSH / RPUSH / LPOP / RPOP              # 双端进出
LRANGE key 0 -1                          # 全量；负数下标从尾数
LLEN / LINDEX / LSET / LTRIM             # 长度 / 按下标取 / 按下标赋值 / 修剪保长度
BLPOP / BRPOP key 5                      # 阻塞弹出，5 秒等不到才放弃

场景：最新消息列表（LTRIM 保留前 N 条=固定窗口）、简单队列。

Set

SADD / SREM / SISMEMBER / SCARD          # 增 / 删 / 判存 / 计数
SMEMBERS                                 # 全部成员——大集合慎用，用 SSCAN 渐进
SINTER / SUNION / SDIFF                  # 交 / 并 / 差（共同关注、推荐）
SRANDMEMBER / SPOP                       # 随机看不取 / 随机弹出

ZSet

ZADD rank 95 "张三"                      # score member
ZINCRBY / ZSCORE / ZCARD                 # 加分 / 查分 / 总数
ZREVRANGE rank 0 9 WITHSCORES            # 排行榜 top10
ZRANK / ZREVRANK                         # 正序 / 逆序排名
ZRANGEBYSCORE rank 90 (100 WITHSCORES    # 区间查询，( 表示开区间
ZREMRANGEBYSCORE rank -inf 60            # 删 60 分以下（定期清理老数据常用）

ZSet 是 Redis 最"值钱"的结构：排行榜、延迟队列（score 存执行时间戳）、滑动窗口限流都靠它。

通用命令与键管理

SCAN 0 MATCH user:* COUNT 100            # 渐进遍历，生产唯一正确姿势
EXPIRE / PEXPIRE / TTL / PTTL            # 秒级 / 毫秒级过期与查看
PERSIST key                              # 去掉 TTL
OBJECT ENCODING key                      # 看底层编码（见下表）
TYPE key                                 # 看类型
RANDOMKEY / DBSIZE / FLUSHDB             # 随机 key / 库大小 / 清库

type 与 encoding：同一类型多种底层实现

TYPE 是对外逻辑类型，OBJECT ENCODING 是底层真实结构——Redis 会按数据大小自动切换编码，这是它省内存的秘诀之一：

TYPE	小数据编码	大数据编码
string	int（整数）/ embstr（短字符串）	raw（长字符串）
hash	listpack（field 少且短）	hashtable
list	listpack	quicklist（双向链表套 listpack）
set	intset（全整数时）	listpack / hashtable
zset	listpack	skiplist + dict 双结构

💡 阈值由配置里的 *-max-listpack-entries / *-max-listpack-value 控制。记忆钩子：Redis 总是先用紧凑结构省内存，超阈值自动升级——理解这一点，"为什么我的 hash 存了 130 个字段变慢"这类问题就有了方向。

键过期与淘汰的完整图景

过期删除：惰性删除（访问时检查）+ 定期删除（后台抽样清理）组合
内存淘汰：内存达到 maxmemory 后按 maxmemory-policy 淘汰——noeviction（默认，写报错）/ allkeys-lru / volatile-lru / allkeys-lfu / volatile-lfu / allkeys-random / volatile-random / volatile-ttl
我的选择锚点：纯缓存选 allkeys-lru（或热点更集中的 allkeys-lfu）；key 里混着"不能丢"的数据才用 volatile-*（只淘汰带 TTL 的）

⬅️ 01-Redis 学习路线 🏠 00-数据库 ➡️ 03-Redis 应用实战

02-Redis 核心数据结构与命令