Redis：hash类型

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目前主流的编程语言中，几乎都提供了哈希表相关的容器，Redis自然也会支持对应的内容，满足程序员的需求。

如果说要存储一个用户的姓名和年龄的映射关系，只使用string类型的话，就是下图的样子：

此时Redis的key放对应的名称，value放对应的值。但是要注意的是，为了区分不同用户，要加上一些前缀来对key命名，比如user1:name，user2:name，这会比较麻烦。

如果支持了哈希结构：

此时value内部存储的是哈希表结构，相当于嵌套了两层映射关系。为了不搞混Redis本身的key和哈希表内部的key，所以哈希内部的键称为field。

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hash命令

设置与读取

HSET

• 设置hash中指定字段field和值value

hset key field value [field value ...]

返回值是设置成功的filed - value键值对的个数。

示例：

第一次创建了一个哈希表hash1，设置了两个键值对f1 - 111、f2 - 222，返回2。第二次设置同一张哈希表，由于f1和f2已经存在了，只设置成功了f3，所以返回1。

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HGET

• 获取hash中指定filed的值

hget key field

返回对应字段的value，如果key或者field不存在，返回nil。

示例：

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HMGET

• 一次获取hash中多个字段的值

hget key field [field ...]

返回所有field对应的value，如果key或者field不存在，返回nil。

示例：

示例中，name和age都是存在的字段，返回了对应的值，而address不存在，返回nil。

另外的，还有与hmget对应的hmset，可以一次设置多个哈希键值对，但是hset本身就支持设置多个哈希键值对，所以没必要。

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哈希操作

HEXISTS

• 判断 hash中是否有指定的field

hexists key field

返回0表示不存在，返回1表示存在。

示例：

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HDEL

• 删除 hash 中的filed字段

hdel key field [field ...]

返回本次操作删除的字段个数。

示例：

第一次删除了f3，返回1。第二次删除了f1和f2，返回2。

如果使用del，而不是hdel，那么删除的是整张哈希表。

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HKEYS

• 获取hash中的所有field

hkeys key

返回所有的field。

示例：

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HVALS

• 获取hash中的所有value

hvals key

返回所有的value。

示例：

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HGETALL

• 获取hash中所有的field和value

hgetall key

返回所有的field以及对应的value。

示例：

从上往下以field_1、value_1、field_2、value_2、field_3、value_3的顺序输出。

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HLEN

• 获取hash中所有字段的个数

hlen key

返回field个数。

示例：

要注意的是，这个操作时间复杂度是O(1)，Redis不会去遍历哈希表，而是有专门的变量维护哈希表的大小，需要时直接读取变量即可。

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HSETNX

• 在字段不存在的情况下，设置hash中的字段和值

hsetnx key field value

如果field已经存在，那么此次设置失败，返回0表示设置失败，返回1表示设置成功。

第一次设置user name失败，因为name字段已经存在，第二次user friend设置成功，因为原先不存在该field。

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HINCRBY

• 把hash的指定的field对应的value增加指定值

hincrby key field increment

因为hash内部的value还是一个string，而string可以存储整数，也就可以支持算数操作了。

与incrby一样，支持正负数，如果不存在那么视为数字0，最后返回变化后的值。

示例：

示例中，user包含name、age、email字段，第一次对age自增2。第二次自增一个不存在的键id，此时id默认视为0。

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HINCRBYFLOAT

• 把hash的指定的field对应的value增加指定浮点值

hincrbyfloat key field increment

与incrbyfloat一样，支持正负数，如果不存在那么视为数字0，最后返回变化后的值。

总结：

命令	执行效果
hset key field value	设置值
hget key field	获取值
hdel key field[field...]	删除field
hlen key	计算field个数
hgetall key	获取所有的field-value
hmget field[field...]	批量获取field-value
hmset field value[field value...]	批量设置field-value
hexists key field	判断field是否存在
hkeys key	获取所有的field
hvals key	获取所有的value
hsetnx key field value	设置值,但必须在field不存在时才能设置成功
hincrby key field n	对应field-value+n
hincrbyfloat key field n	对应field-value+n
hstrlen key field	计算value的字符串长度

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内部编码

hash内部编码格式包含两种：ziplist和hashtable。

ziplist

压缩列表是一种内存紧凑的存储方式，适合存储数量较少且元素较小的哈希。具体来说，当hash类型的元素个数小于 hash-max-ziplist-entries （默认 512 个），并且所有值的长度都小于 hash-max-ziplist-value （默认 64 字节）时，Redis 会使用 ziplist 作为哈希的内部实现。

这些配置在/etc/redis/redis.conf内修改。

优点：

1. 内存节省： ziplist 使用连续的内存块来存储数据，这种紧凑的存储方式可以有效地减少内存碎片和开销。
2. 结构简单：适合小规模数据，尤其是在内存资源有限的情况下。

缺点：

1. 操作效率：随着数据量的增加，ziplist 的读写效率会下降。尤其是在需要频繁更新的场景中，ziplist 的线性查找特性使得操作复杂度较高。
2. 扩展性差：不适合大规模数据存储。

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hashtable

当哈希类型无法满足 ziplist 的条件时，Redis 会自动切换到使用哈希表作为哈希的内部实现。

优点：

1. 高效的读写：哈希表的读写时间复杂度为 O(1)，即使在数据量较大时也能保证高效的访问。
2. 良好的扩展性：适合存储大量数据和需要频繁更新的场景。

缺点：

1. 内存占用：相较于 ziplist，哈希表在内存使用上相对较多，特别是在存储小数据集时，内存开销更为显著。

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