Redis 数据结构介绍

介绍

在这个实验中，你将探索基础的 Redis 数据结构，以及如何使用 redis-cli 命令行工具与它们进行交互。这个实验侧重于实践练习，以帮助你理解如何在 Redis 中存储和检索数据。

你将从使用字符串（Strings）开始，学习如何设置（set）、获取（get）、检查存在性以及删除字符串值。然后，你将继续学习列表（Lists），使用诸如 LPUSH 和 LRANGE 等命令。接下来，你将使用 SADD 和 SMEMBERS 管理集合（Sets）。最后，你将使用 HSET 和 HGET 探索哈希（Hashes）。这种实践经验将为你提供在各种应用中使用 Redis 的坚实基础。

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL redis(("Redis")) -.-> redis/RedisGroup(["Redis"]) redis/RedisGroup -.-> redis/access_cli("Connect Using CLI") redis/RedisGroup -.-> redis/store_string("Set String Value") redis/RedisGroup -.-> redis/fetch_string("Get String Value") redis/RedisGroup -.-> redis/remove_key("Delete Single Key") redis/RedisGroup -.-> redis/add_left("Push List Left") redis/RedisGroup -.-> redis/fetch_range("Get List Range") redis/RedisGroup -.-> redis/insert_set("Add Set Element") redis/RedisGroup -.-> redis/view_set("List Set Members") subgraph Lab Skills redis/access_cli -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/store_string -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/fetch_string -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/remove_key -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/add_left -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/fetch_range -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/insert_set -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} redis/view_set -.-> lab-552078{{"Redis 数据结构介绍"}} end

使用字符串处理简单数据

在这一步中，我们将探索如何使用 Redis 存储和检索简单的字符串数据。Redis 经常被用作缓存或简单的键值存储（key-value store），而字符串是它提供的最基本的数据类型。

首先，让我们使用 redis-cli 命令行工具连接到 Redis 服务器。在 LabEx 虚拟机（VM）中打开一个终端。你应该已经在 ~/project 目录中。

输入以下命令以连接到 Redis 服务器：

redis-cli

你应该看到如下所示的提示符：

127.0.0.1:6379>

这表明你现在已连接到 Redis 服务器。

现在，让我们设置一个简单的字符串值。我们将使用 SET 命令。SET 命令接受两个参数：键（key）和值（value）。让我们将一个名为 mykey 的键设置为值 Hello Redis：

SET mykey "Hello Redis"

你应该看到以下输出：

OK

这意味着该值已成功设置。

现在，让我们使用 GET 命令检索该值。GET 命令接受一个参数：键（key）。让我们检索 mykey 的值：

GET mykey

你应该看到以下输出：

"Hello Redis"

这证实我们已成功在 Redis 中存储和检索了一个字符串值。

让我们尝试另一个例子。这次，让我们将一个数字存储为字符串。

SET counter 100

GET counter

你应该看到：

"100"

Redis 将其视为字符串，即使它表示一个数字。

你还可以使用 EXISTS 命令来检查键是否存在。

EXISTS mykey

你应该看到：

(integer) 1

这表明键 mykey 存在。如果该键不存在，则该命令将返回 (integer) 0。

最后，让我们使用 DEL 命令删除该键。

DEL mykey

你应该看到：

(integer) 1

这表明键 mykey 已成功删除。

现在，如果你尝试再次获取 mykey 的值：

GET mykey

你应该看到：

(nil)

这证实该键已被删除。

记住退出 redis-cli 以确保你的命令被记录。输入：

exit

这将使你返回到常规终端提示符。

使用 LPUSH 和 LRANGE 处理列表

在这一步中，我们将探索如何使用 Redis 列表来存储和检索数据的有序集合。Redis 列表被实现为链表（linked lists），这使得它们在列表的开头或结尾添加和删除元素时非常高效。我们将重点关注 LPUSH 和 LRANGE 命令。

我们将继续使用 redis-cli 命令行工具。如果你尚未连接，请在 LabEx 虚拟机（VM）中打开一个终端并输入：

redis-cli

现在，让我们创建一个列表并使用 LPUSH 命令向其中添加一些元素。LPUSH 将元素添加到列表的左侧（头部）。LPUSH 命令接受两个或多个参数：列表的键（key）和要添加的值（value）。让我们创建一个名为 mylist 的列表，并添加值 item1、item2 和 item3：

LPUSH mylist item1

你应该看到以下输出：

(integer) 1

这意味着已将一个元素添加到列表中。LPUSH 的返回值是操作后列表的长度。

现在，让我们添加其他项目：

LPUSH mylist item2

(integer) 2

LPUSH mylist item3

(integer) 3

现在，让我们使用 LRANGE 命令检索列表的元素。LRANGE 返回列表中某个范围内的元素。LRANGE 命令接受三个参数：列表的键（key）、起始索引（start index）和结束索引（end index）。索引是基于 0 的，因此第一个元素位于索引 0 处。要检索列表的所有元素，我们可以使用起始索引 0 和结束索引 -1。

LRANGE mylist 0 -1

你应该看到以下输出：

1) "item3"
2) "item2"
3) "item1"

请注意，这些元素以我们添加它们的相反顺序返回，因为 LPUSH 将元素添加到列表的开头。

让我们向列表中添加更多项目：

LPUSH mylist item4
LPUSH mylist item5

现在，让我们检索列表的前 3 个元素（索引 0 到 2）：

LRANGE mylist 0 2

你应该看到：

1) "item5"
2) "item4"
3) "item3"

你还可以使用负索引从列表末尾访问元素。例如，要检索列表的最后一个元素，可以使用索引 -1：

LRANGE mylist -1 -1

你应该看到：

1) "item1"

记住退出 redis-cli 以确保你的命令被记录。输入：

exit

这将使你返回到常规终端提示符。

使用 SADD 和 SMEMBERS 管理集合

在这一步中，我们将探索如何使用 Redis 集合来存储和管理唯一元素的无序集合。Redis 集合对于诸如跟踪唯一访问者、存储标签或管理对象之间的关系等任务非常有用。我们将重点关注 SADD 和 SMEMBERS 命令。

我们将继续使用 redis-cli 命令行工具。如果你尚未连接，请在 LabEx 虚拟机（VM）中打开一个终端并输入：

redis-cli

现在，让我们创建一个集合并使用 SADD 命令向其中添加一些成员。SADD 向集合添加一个或多个成员。SADD 命令接受两个或多个参数：集合的键（key）和要添加的成员（member）。让我们创建一个名为 myset 的集合，并添加成员 member1、member2 和 member3：

SADD myset member1

你应该看到以下输出：

(integer) 1

这意味着已将一个成员添加到集合中。SADD 的返回值是添加到集合中的成员数（不包括已存在的成员）。

现在，让我们添加其他项目：

SADD myset member2

(integer) 1

SADD myset member3

(integer) 1

现在，让我们使用 SMEMBERS 命令检索集合的成员。SMEMBERS 返回集合的所有成员。SMEMBERS 命令接受一个参数：集合的键（key）。

SMEMBERS myset

你应该看到以下输出（成员的顺序可能不同，因为集合是无序的）：

1) "member3"
2) "member2"
3) "member1"

让我们尝试向集合添加一个重复的成员：

SADD myset member1

你应该看到：

(integer) 0

这表明没有添加任何新成员，因为 member1 已经在集合中。

让我们向集合添加更多成员：

SADD myset member4
SADD myset member5

现在，让我们再次检索所有成员：

SMEMBERS myset

你应该看到类似以下内容：

1) "member5"
2) "member4"
3) "member3"
4) "member2"
5) "member1"

顺序可能不同。

记住退出 redis-cli 以确保你的命令被记录。输入：

exit

这将使你返回到常规终端提示符。

使用 HSET 和 HGET 探索哈希

在这一步中，我们将探索如何使用 Redis 哈希来存储和检索字段 - 值对的集合。Redis 哈希对于表示具有多个属性的对象非常有用。我们将重点关注 HSET 和 HGET 命令。

我们将继续使用 redis-cli 命令行工具。如果你尚未连接，请在 LabEx 虚拟机（VM）中打开一个终端并输入：

redis-cli

现在，让我们创建一个哈希并使用 HSET 命令向其中添加一些字段和值。HSET 设置哈希中字段的值。HSET 命令接受三个参数：哈希的键（key）、字段（field）和值（value）。让我们创建一个名为 myhash 的哈希，并将字段 field1 设置为值 value1：

HSET myhash field1 value1

你应该看到以下输出：

(integer) 1

这意味着已将一个新字段添加到哈希中。如果该字段是哈希中的新字段，则 HSET 的返回值为 1；如果该字段已存在并且该值已更新，则返回值为 0。

现在，让我们添加另一个字段：

HSET myhash field2 value2

(integer) 1

现在，让我们使用 HGET 命令检索字段的值。HGET 获取哈希中字段的值。HGET 命令接受两个参数：哈希的键（key）和字段（field）。让我们检索 myhash 中 field1 的值：

HGET myhash field1

你应该看到以下输出：

"value1"

这证实我们已成功在哈希中存储和检索了字段 - 值对。

让我们尝试更新现有字段的值：

HSET myhash field1 newvalue1

你应该看到：

(integer) 0

这表明该字段已存在，并且其值已更新。

现在，让我们再次检索 field1 的值：

HGET myhash field1

你应该看到：

"newvalue1"

这证实该值已更新。

让我们向哈希添加更多字段：

HSET myhash field3 value3
HSET myhash field4 value4

记住退出 redis-cli 以确保你的命令被记录。输入：

exit

这将使你返回到常规终端提示符。

总结

在这个实验中，我们探索了基本的 Redis 数据结构，从字符串开始。我们学习了如何使用 redis-cli 连接到 Redis 服务器，然后使用 SET 命令存储与键（key）关联的字符串值。然后，我们使用 GET 命令检索了这些值。我们还了解了 Redis 如何处理存储为字符串的数字。

此外，我们还学习了使用 LPUSH 和 LRANGE 创建和操作列表（List），使用 SADD 和 SMEMBERS 管理集合（Set），以及使用 HSET 和 HGET 探索哈希（Hash）。这些命令允许你在 Redis 中存储和检索不同类型的数据，使其成为各种应用的多功能工具。请记住在每个步骤之后退出 redis-cli，以确保你的命令被记录以进行验证。