Redis开发与运维读书笔记-第二章-哈希数据类型介绍(三)

二.哈希数据类型

在Redis中，哈希类型是指键值本身又是一个键值对 结构，形如value={{field1，value1}，...{fieldN，valueN}}，Redis键值对和 哈希类型二者的关系可以用下图来表示:

 哈希类型中的映射关系叫作field-value，注意这里的value是指field对应的值，不是键对应的值，请注意value在不同上下文的作用。

(一)相关命令

（1）设置值(hset key field value)

下面为user：1添加一对field-value：

127.0.0.1:6379> hset user:1 name tom 
(integer) 1

如果设置成功会返回1，反之会返回0。此外Redis提供了hsetnx命令，它们的关系就像set和setnx命令一样，只不过作用域由键变为field。
（2）获取值(hget key field)
下面操作获取user：1的name域（属性）对应的值：

127.0.0.1:6379> hget user:1 name 
"tom"

如果键或field不存在，会返回nil:

127.0.0.1:6379> hget user:2 name 
(nil) 
127.0.0.1:6379> hget user:1 age 
(nil)

（3）删除field(hdel key field [field ...])
hdel会删除一个或多个field，返回结果为成功删除field的个数，例如：

127.0.0.1:6379> hdel user:1 name 
(integer) 
1 127.0.0.1:6379> hdel user:1 age 
(integer) 0

（4）计算field个数(hlen key)
例如user：1有3个field：

127.0.0.1:6379> hset user:1 name tom 
(integer) 1 
127.0.0.1:6379> hset user:1 age 23 
(integer) 1 
127.0.0.1:6379> hset user:1 city tianjin 
(integer) 1 
127.0.0.1:6379> hlen user:1 
(integer) 3

（5）批量设置或获取field-value(hmget key field [field ...] &&hmset key field value [field value ...])
hmset和hmget分别是批量设置和获取field-value，hmset需要的参数是key 和多对field-value，hmget需要的参数是key和多个field。例如：

127.0.0.1:6379> hmset user:1 name mike age 12 city tianjin 
OK 
127.0.0.1:6379> hmget user:1 name city 
1) "mike" 
2) "tianjin"

（6）判断field是否存在(hexists key field)
例如，user：1包含name域，所以返回结果为1，不包含时返回0：

127.0.0.1:6379> hexists user:1 name 
(integer) 1

（7）获取所有field(hkeys key)
hkeys命令应该叫hfields更为恰当，它返回指定哈希键所有的field，例如：

127.0.0.1:6379> hkeys user:1 
1) "name" 
2) "age" 
3) "city"

(8) 获取所有value(hvals key)
下面操作获取user：1全部value:

127.0.0.1:6379> hvals user:1 
1) "mike" 
2) "12" 
3) "tianjin"

(9) 获取所有的field-value(hgetall key)
下面操作获取user：1所有的field-value:

127.0.0.1:6379> hgetall user:1 
1) "name" 
2) "mike" 
3) "age" 
4) "12" 
5) "city" 
6) "tianjin"

在使用hgetall时，如果哈希元素个数比较多，会存在阻塞Redis的可能。 如果开发人员只需要获取部分field，可以使用hmget，如果一定要获取全部 field-value，可以使用hscan命令，该命令会渐进式遍历哈希类型
（10）hincrby hincrbyfloat(hincrby key field hincrbyfloat key field)

hincrby和hincrbyfloat，就像incrby和incrbyfloat命令一样，但是它们的作 用域是filed
（11）计算value的字符串长度（需要Redis3.2以上）(hstrlen key field)
例如hget user：1name的value是tom，那么hstrlen的返回结果是3：

127.0.0.1:6379> hstrlen user:1 name 
(integer) 3

(二) 内部编码

哈希类型的内部编码有两种：
·ziplist（压缩列表）：当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries 配置（默认512个）、同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64 字节）时，Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现，ziplist使用更加紧凑的 结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。
·hashtable（哈希表）：当哈希类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使 用hashtable作为哈希的内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降，而 hashtable的读写时间复杂度为O（1）。
下面的示例演示了哈希类型的内部编码，以及相应的变化。
1）当field个数比较少且没有大的value时，内部编码为ziplist：

127.0.0.1:6379> hmset hashkey f1 v1 f2 v2 
OK 
127.0.0.1:6379> object encoding hashkey 
"ziplist"

2）当有value大于64字节，内部编码会由ziplist变为hashtable：

127.0.0.1:6379> hset hashkey f3 "one string is bigger than 64 byte...忽略..." 
OK 
127.0.0.1:6379> object encoding hashkey 
"hashtable"

3）当field个数超过512，内部编码也会由ziplist变为hashtable：

127.0.0.1:6379> hmset hashkey f1 v1 f2 v2 f3 v3 ...忽略... f513 v513 
OK 
127.0.0.1:6379> object encoding hashkey 
"hashtable"

(三)使用场景

下图为关系型数据表记录的两条用户信息，用户的属性作为表的列，每条用户信息作为行

 如果将其用哈希类型存储,如下图:

相比于使用字符串序列化缓存用户信息，哈希类型变得更加直观,在更新操作上会更加便捷

需要注意的是哈希类型和关系型数据库有两点不同之处：
·哈希类型是稀疏的，而关系型数据库是完全结构化的，例如哈希类型 每个键可以有不同的field，而关系型数据库一旦添加新的列，所有行都要为 其设置值（即使为NULL），如下图所示。
·关系型数据库可以做复杂的关系查询，而Redis去模拟关系型复杂查询开发困难，维护成本高。

目前为止，我们已经能够用三种方法缓存用户信息，下面给出三种方案的实现方法和优缺点分析。
1）原生字符串类型：每个属性一个键。

set user:1:name tom 
set user:1:age 23 
set user:1:city beijing

优点：简单直观，每个属性都支持更新操作。
缺点：占用过多的键，内存占用量较大，同时用户信息内聚性比较差，所以此种方案一般不会在生产环境使用。

2）序列化字符串类型：将用户信息序列化后用一个键保存。

set user:1 serialize(userInfo)

优点：简化编程，如果合理的使用序列化可以提高内存的使用效率。
缺点：序列化和反序列化有一定的开销，同时每次更新属性都需要把全 部数据取出进行反序列化，更新后再序列化到Redis中。

3）哈希类型：每个用户属性使用一对field-value，但是只用一个键保存。

hmset user:1 name tomage 23 city beijing

优点：简单直观，如果使用合理可以减少内存空间的使用。
缺点：要控制哈希在ziplist和hashtable两种内部编码的转换，hashtable会消耗更多内存。

小结:

设值：hset hashname field value（hset是设值命令，hashname是集合名字，field是字段名，value是值）
取值：hget hashname field 
批量设置：hmset hashname field1 value1 field2 value2 ….
批量取值：hmget hashname field1 field2 ...
hsetnx：和setnx大同小异
hincrby：指定字段增加指定值
hexists：是否存在key，如果存在返回，不存在返回0
删除：hdel 删除指定的hash的field
hlen：返回hash集合里的所有的键数值(size)
hkeys：返回hash里所有的字段
hvals：返回hash的所有value	
hgetall：返回hash里所有的key和value