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id: backend.redis.data-structures
title: 数据结构和常用命令：String、Hash、List、Set、ZSet、Stream
type: lesson
domain: backend
stack: [redis]
tags: [String, Hash, ZSet, Stream, 过期时间]
level: basic
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related: [backend.redis.cache-patterns, backend.redis.interview]
week: [3]
order: 1
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# 数据结构和常用命令：String、Hash、List、Set、ZSet、Stream

## 解释说明

| 类型 | 是什么 | 常见用途 | 常用命令 |
| --- | --- | --- | --- |
| String | 字符串 / 数字 | 缓存 JSON、计数器、验证码 | `SET k v EX 60 NX`、`GET`、`INCR`、`INCRBY` |
| Hash | 字段 → 值 | 对象（用户资料、购物车） | `HSET`、`HGET`、`HGETALL`、`HINCRBY` |
| List | 双端链表 | 最新列表、简单队列 | `LPUSH`、`RPOP`、`LRANGE`、`BRPOP` |
| Set | 无序去重集合 | 标签、点赞用户、共同好友 | `SADD`、`SISMEMBER`、`SINTER` |
| ZSet | 按分数排序的集合 | 排行榜、延迟队列（分数=时间） | `ZADD`、`ZINCRBY`、`ZREVRANGE`、`ZRANGEBYSCORE` |
| Stream | 追加式日志，支持消费组 | 轻量消息队列 | `XADD`、`XREADGROUP`、`XACK` |

还有 Bitmap（签到）、HyperLogLog（UV 近似计数）、Geo（附近的人）。

**关键概念**

- **单线程执行命令**：每条命令是原子的；多条命令要原子执行用 Lua 脚本或 `MULTI/EXEC`。
- **过期时间**：`EX` 秒 / `PX` 毫秒；`TTL` 查看剩余时间。过期删除 = 惰性删除（访问时检查）+ 定期抽样删除。
- **内存淘汰策略**：内存满时按 `maxmemory-policy` 淘汰，缓存场景常用 `allkeys-lru` 或 `allkeys-lfu`。
- **持久化**：RDB（定时快照）和 AOF（追加命令日志），可以同时开启。

## 案例

- 文章阅读数：`INCR article:42:views`，定时批量写回数据库。
- 积分排行榜：`ZINCRBY rank:2026-10 10 user:7`，`ZREVRANGE rank:2026-10 0 9 WITHSCORES` 取前 10。
- 登录验证码：`SET sms:13800000000 123456 EX 300 NX`，NX 保证 5 分钟内不重复发送。

## 代码示例

```go
package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"os"

	"github.com/redis/go-redis/v9"
)

func main() {
	url := os.Getenv("REDIS_URL") // 例如 redis://localhost:6379/0
	if url == "" {
		fmt.Println("未设置 REDIS_URL，跳过")
		return
	}
	opt, err := redis.ParseURL(url)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	rdb := redis.NewClient(opt)
	defer rdb.Close()
	ctx := context.Background()

	// 计数器
	n, _ := rdb.Incr(ctx, "demo:views:42").Result()
	fmt.Println("阅读数", n)

	// 排行榜
	rdb.ZIncrBy(ctx, "demo:rank", 30, "alice")
	rdb.ZIncrBy(ctx, "demo:rank", 50, "bob")
	rdb.ZIncrBy(ctx, "demo:rank", 10, "alice")
	top, _ := rdb.ZRevRangeWithScores(ctx, "demo:rank", 0, 9).Result()
	for i, z := range top {
		fmt.Printf("第 %d 名 %v %.0f 分\n", i+1, z.Member, z.Score)
	}

	// 对象用 Hash
	rdb.HSet(ctx, "demo:user:7", map[string]any{"name": "张三", "level": 3})
	u, _ := rdb.HGetAll(ctx, "demo:user:7").Result()
	fmt.Println(u["name"], u["level"])

	rdb.Del(ctx, "demo:views:42", "demo:rank", "demo:user:7")
}
```

## 易错点

- **大 key**：一个 Hash / ZSet 里放几百万元素，`HGETALL`、`DEL` 会阻塞 Redis。拆分 key，删除用 `UNLINK`。
- **`KEYS *`**：线上会阻塞，用 `SCAN` 分批遍历。
- **忘记设过期时间**：缓存类 key 一律带 TTL，否则内存只增不减。
- **用 List 做可靠队列**：`RPOP` 后消费者崩溃，消息就丢了；需要可靠性用 Stream（消费组 + ACK）或专业 MQ。
- **把 Redis 当主存储**：持久化有丢数据窗口，重要数据以数据库为准。

## 面试常问

见 [Redis 面试题](interview.md)：Redis 为什么快、有哪些数据结构和场景、过期和淘汰策略、持久化方式。