Redis 的数据结构是其高性能和灵活性的重要基础。每种数据结构都针对不同的场景和需求设计，了解每种结构的细节能帮助我们更好地使用 Redis。下面对每个数据结构的细节做更深入的分析：
1. String（字符串）
详细说明：
- 存储类型：Redis 的字符串实际上是二进制安全的，意味着它不仅能存储文本，还能存储任意格式的数据（如图片、音频文件等），最大存储长度为 512MB。
- 底层实现：Redis 的字符串是简单动态字符串（SDS），其比传统 C 字符串更高效，尤其是在修改和内存分配上。SDS 使用了预分配和懒释放技术，这使得在追加数据时减少了内存分配操作，同时避免频繁调整字符串的大小。
- 应用场景：缓存数据、网页内容、会话状态、计数器、分布式锁等。
常用命令：
- ：存储一个字符串键值对。
- ：获取字符串键的值。
- ：将 key 的值自增 1，用于计数器场景。
- ：将 key 的值递减 1。
- ：在 key 对应的值后面追加字符串。
- ：获取字符串的长度。
2. Hash（哈希表）
详细说明：
- 存储类型：Hash 是 Redis 中的一种字典结构，可以将一个 key 映射到多个字段（field）和对应的值。每个字段和对应的值都是键值对的形式。
- 底层实现：Hash 表的内部结构是压缩列表（ziplist）或哈希表（hashtable）。当哈希表元素较少或值较短时，Redis 会使用 ziplist 来节省内存；当哈希表较大时，会自动切换为 hashtable 结构。
- 应用场景：存储用户信息、配置对象等具有多个属性的数据。
常用命令：
- ：设置哈希表 key 中的字段 field 对应的值。
- ：获取哈希表 key 中字段 field 的值。
- ：获取哈希表中所有字段和值。
- ：删除哈希表 key 中的字段。
- ：获取哈希表中字段的数量。
3. List（列表）
详细说明：
- 存储类型：List 是一个双向链表，可以从头部或尾部添加和删除元素。因此，它既适合用于栈结构（LIFO），也适合用于队列结构（FIFO）。
- 底层实现：List 数据结构的底层有两种可能的实现方式：压缩列表（ziplist）和双向链表（linkedlist）。当列表元素较少时，使用 ziplist；当列表较大时，自动切换为 linkedlist。
- 应用场景：消息队列、任务列表、需要频繁插入删除的有序集合。
常用命令：
- ：在列表头部插入元素。
- ：在列表尾部插入元素。
- ：从列表头部弹出元素。
- ：从列表尾部弹出元素。
- ：获取列表的指定范围元素。
- ：获取列表长度。
4. Set（集合）
详细说明：
- 存储类型：Set 是无序的集合，集合中不允许有重复的元素。由于元素的无序性，Set 操作的时间复杂度为 O(1)，非常高效。
- 底层实现：当集合中的元素数量较少且元素都是较短的字符串时，Redis 使用整数数组或哈希表来存储 Set 数据。
- 应用场景：去重操作、共同好友推荐、标签管理等场景。
常用命令：
- ：向集合中添加一个或多个元素。
- ：从集合中删除一个或多个元素。
- ：检查一个元素是否在集合中。
- ：获取集合中的所有元素。
- ：计算两个集合的交集。
5. Sorted Set（有序集合）
详细说明：
- 存储类型：Sorted Set 和 Set 类似，但它为每个元素附加了一个分数（score），并根据分数排序，分数可以重复，元素不允许重复。
- 底层实现：Sorted Set 的底层实现是跳表（SkipList）和哈希表结合。跳表用于分数排序，哈希表用于元素快速定位。
- 应用场景：排行榜、延迟队列、按顺序处理的任务队列等。
常用命令：
- ：向有序集合添加元素并赋予分数。
- ：根据分数从低到高获取集合元素。
- ：从有序集合中删除指定元素。
- ：获取指定元素的排名。
- ：计算分数在指定范围内的元素个数。
6. Bitmap（位图）
详细说明：
- 存储类型：Bitmap 是一种可以对单个位（bit）进行操作的数据结构，底层实际上是 String 类型。它将每一位（bit）作为一个存储单元，位的状态可以是 0 或 1。
- 应用场景：签到系统、用户活跃状态、状态跟踪等。
常用命令：
- ：设置位图 key 中指定偏移量 offset 处的位的值。
- ：获取位图 key 中指定偏移量的位的值。
- ：计算位图 key 中所有值为 1 的位的数量。
- ：对多个位图执行位操作（如 AND、OR、NOT）。
7. HyperLogLog
详细说明：
- 存储类型：HyperLogLog 是一种用于基数统计的概率性数据结构，适用于统计海量数据的基数（如去重统计）。它的优点是内存占用非常小，即使处理数十亿个不同元素，它的内存使用量也固定为 12 KB 左右。
- 应用场景：网站 UV（独立访客数）统计、去重统计等场景。
常用命令：
- ：向 HyperLogLog 添加元素。
- ：返回 HyperLogLog 中不重复元素的近似数量。
- ：合并多个 HyperLogLog。
8. Geo（地理位置）
详细说明：
- 存储类型：Geo 是 Redis 的地理位置数据结构，允许存储地理坐标，并基于地理位置执行操作。它通过将地理坐标编码为整数来进行高效的距离和范围计算。
- 应用场景：地理位置服务、附近的人或物的查找、LBS（基于位置的服务）系统。
常用命令：
- ：将地理位置元素添加到 key 中。
- ：计算两个地理位置之间的距离。
- ：查找指定经纬度范围内的地理位置元素。
9. Stream（流）
详细说明：
- 存储类型：Stream 是 Redis 5.0 引入的消息队列结构，它支持日志存储、消息消费等操作，且支持多个消费者处理同一条消息。与 Kafka 类似，Stream 可以高效地管理消息流。
- 应用场景：实时数据处理、日志流、消息队列等。
常用命令：
- ：向流中添加消息。
- ：读取指定数量的消息。
- ：创建消费者组，用于多消费者消费同一条消息。
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