> **Redis-常用類型操作命令 4(HyperLogLog/地理位置/位圖)** [TOC] ## 說明 ## **記錄以下Redis常用類型的操作命令。** ---------- ##HyperLogLog## <h5>簡單介紹</h5> Redis 在 2.8.9 版本添加了 HyperLogLog 結構。 Redis HyperLogLog 是用來做基數統計的算法，HyperLogLog 的優點是，在輸入元素的數量或者體積非常非常大時，計算基數所需的空間總是固定 的、并且是很小的。 在 Redis 里面，每個 HyperLogLog 鍵只需要花費 12 KB 內存，就可以計算接近 2^64 個不同元素的基 數。這和計算基數時，元素越多耗費內存就越多的集合形成鮮明對比。 但是，因為 HyperLogLog 只會根據輸入元素來計算基數，而不會儲存輸入元素本身，所以 HyperLogLog 不能像集合那樣，返回輸入的各個元素。 <h5>什么是基數?</h5> 比如數據集 {1, 3, 5, 7, 5, 7, 8}， 那么這個數據集的基數集為 {1, 3, 5 ,7, 8}, 基數(不重復元素)為5。 基數估計就是在誤差可接受的范圍內，快速計算基數 <h5>PFADD(增加元素)</h5> 將任意數量的元素添加到指定的 HyperLogLog 里面。 作為這個命令的副作用， HyperLogLog 內部可能會被更新， 以便反映一個不同的唯一元素估計數量（也即是集合的基數）。 如果 HyperLogLog 估計的近似基數（approximated cardinality）在命令執行之后出現了變化， 那么命令返回 1 ， 否則返回 0 。 如果命令執行時給定的鍵不存在， 那么程序將先創建一個空的 HyperLogLog 結構， 然后再執行命令。 調用 PFADD key element [element …] 命令時可以只給定鍵名而不給定元素： 如果給定鍵已經是一個 HyperLogLog ， 那么這種調用不會產生任何效果； 但如果給定的鍵不存在， 那么命令會創建一個空的 HyperLogLog ， 并向客戶端返回 1 。 要了解更多關于 HyperLogLog 數據結構的介紹知識， 請查閱 PFCOUNT key [key …] 命令的文檔。 返回值:整數回復： 如果 HyperLogLog 的內部儲存被修改了， 那么返回 1 ， 否則返回 0 。 ---------- redis> PFADD databases "Redis" "MongoDB" "MySQL" (integer) 1 redis> PFCOUNT databases (integer) 3 redis> PFADD databases "Redis" # Redis 已經存在，不必對估計數量進行更新 (integer) 0 redis> PFCOUNT databases # 元素估計數量沒有變化 (integer) 3 redis> PFADD databases "PostgreSQL" # 添加一個不存在的元素 (integer) 1 redis> PFCOUNT databases # 估計數量增一 4 <h5>PFCOUNT(返回近似基數)</h5> PFCOUNT key [key …] 時間復雜度： 當命令作用于單個 HyperLogLog 時， 復雜度為 O(1) ， 并且具有非常低的平均常數時間。 當命令作用于 N 個 HyperLogLog 時， 復雜度為 O(N) ， 常數時間也比處理單個 HyperLogLog 時要大得多。 當 PFCOUNT key [key …] 命令作用于單個鍵時， 返回儲存在給定鍵的 HyperLogLog 的近似基數， 如果鍵不存在， 那么返回 0 。 當 PFCOUNT key [key …] 命令作用于多個鍵時， 返回所有給定 HyperLogLog 的并集的近似基數， 這個近似基數是通過將所有給定 HyperLogLog 合并至一個臨時 HyperLogLog 來計算得出的。 通過 HyperLogLog 數據結構， 用戶可以使用少量固定大小的內存， 來儲存集合中的唯一元素 （每個 HyperLogLog 只需使用 12k 字節內存，以及幾個字節的內存來儲存鍵本身）。 命令返回的可見集合（observed set）基數并不是精確值， 而是一個帶有 0.81% 標準錯誤（standard error）的近似值。 舉個例子， 為了記錄一天會執行多少次各不相同的搜索查詢， 一個程序可以在每次執行搜索查詢時調用一次 PFADD key element [element …] ， 并通過調用 PFCOUNT key [key …] 命令來獲取這個記錄的近似結果。 返回值整數回復： 給定 HyperLogLog 包含的唯一元素的近似數量。 ---------- redis 127.0.0.1:6379> PFADD hll foo bar zap (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFADD hll zap zap zap (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> PFADD hll foo bar (integer) 0 redis 127.0.0.1:6379> PFCOUNT hll (integer) 3 redis 127.0.0.1:6379> PFADD some-other-hll 1 2 3 (integer) 1 redis 127.0.0.1:6379> PFCOUNT hll some-other-hll (integer) 6 redis> <h5>PFMERGE(合并HyperLogLog )</h5> 將多個 HyperLogLog 合并（merge）為一個 HyperLogLog ， 合并后的 HyperLogLog 的基數接近于所有輸入 HyperLogLog 的可見集合（observed set）的并集。 合并得出的 HyperLogLog 會被儲存在 destkey 鍵里面， 如果該鍵并不存在， 那么命令在執行之前， 會先為該鍵創建一個空的 HyperLogLog 。 返回值字符串回復：返回 OK 。 ---------- redis> PFADD nosql "Redis" "MongoDB" "Memcached" (integer) 1 redis> PFADD RDBMS "MySQL" "MSSQL" "PostgreSQL" (integer) 1 redis> PFMERGE databases nosql RDBMS OK redis> PFCOUNT databases (integer) 6 ##地理位置## <h5>GEOADD(添加地理元素)</h5> 將給定的空間元素（緯度、經度、名字）添加到指定的鍵里面。 這些數據會以有序集合的形式被儲存在鍵里面， 從而使得像 GEORADIUS 和 GEORADIUSBYMEMBER 這樣的命令可以在之后通過位置查詢取得這些元素。 GEOADD 命令以標準的 x,y 格式接受參數， 所以用戶必須先輸入經度， 然后再輸入緯度。 GEOADD 能夠記錄的坐標是有限的： 非常接近兩極的區域是無法被索引的。 精確的坐標限制由 EPSG:900913 / EPSG:3785 / OSGEO:41001 等坐標系統定義， 具體如下： 有效的經度介于 -180 度至 180 度之間。 有效的緯度介于 -85.05112878 度至 85.05112878 度之間。 用戶嘗試輸入一個超出范圍的經度或者緯度時， GEOADD 命令將返回一個錯誤。 返回值:新添加到鍵里面的空間元素數量， 不包括那些已經存在但是被更新的元素。 ---------- redis> GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2 redis> GEODIST Sicily Palermo Catania "166274.15156960039" redis> GEORADIUS Sicily 15 37 100 km 1) "Catania" redis> GEORADIUS Sicily 15 37 200 km 1) "Palermo" 2) "Catania" <h5>GEOPOS(獲取元素)</h5> 從鍵里面返回所有給定位置元素的位置（經度和緯度）。 因為 GEOPOS 命令接受可變數量的位置元素作為輸入， 所以即使用戶只給定了一個位置元素， 命令也會返回數組回復。 返回值：GEOPOS 命令返回一個數組， 數組中的每個項都由兩個元素組成： 第一個元素為給定位置元素的經度， 而第二個元素則為給定位置元素的緯度。 當給定的位置元素不存在時， 對應的數組項為空值。 ---------- redis> GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2 redis> GEOPOS Sicily Palermo Catania NonExisting 1) 1) "13.361389338970184" 2) "38.115556395496299" 2) 1) "15.087267458438873" 2) "37.50266842333162" 3) (nil) <h5>GEODIST(返回兩個元素距離)</h5> GEODIST key member1 member2 [unit]：返回兩個給定位置之間的距離。 如果兩個位置之間的其中一個不存在， 那么命令返回空值。 指定單位的參數 unit 必須是以下單位的其中一個： m 表示單位為米。 km 表示單位為千米。 mi 表示單位為英里。 ft 表示單位為英尺。 如果用戶沒有顯式地指定單位參數， 那么 GEODIST 默認使用米作為單位。 GEODIST 命令在計算距離時會假設地球為完美的球形， 在極限情況下， 這一假設最大會造成 0.5% 的誤差。 返回值:計算出的距離會以雙精度浮點數的形式被返回。 如果給定的位置元素不存在， 那么命令返回空值。 ---------- redis> GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2 redis> GEODIST Sicily Palermo Catania "166274.15156960039" redis> GEODIST Sicily Palermo Catania km "166.27415156960038" redis> GEODIST Sicily Palermo Catania mi "103.31822459492736" redis> GEODIST Sicily Foo Bar (nil) <h5>GEORADIUS(返回半徑圓內的元素)</h5> GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [ASC|DESC] [COUNT count] 以給定的經緯度為中心， 返回鍵包含的位置元素當中， 與中心的距離不超過給定最大距離的所有位置元素。 范圍可以使用以下其中一個單位： m 表示單位為米。 km 表示單位為千米。 mi 表示單位為英里。 ft 表示單位為英尺。 在給定以下可選項時， 命令會返回額外的信息： WITHDIST ： 在返回位置元素的同時， 將位置元素與中心之間的距離也一并返回。 距離的單位和用戶給定的范圍單位保持一致。 WITHCOORD ： 將位置元素的經度和維度也一并返回。 WITHHASH ： 以 52 位有符號整數的形式， 返回位置元素經過原始 geohash 編碼的有序集合分值。 這個選項主要用于底層應用或者調試， 實際中的作用并不大。 命令默認返回未排序的位置元素。 通過以下兩個參數， 用戶可以指定被返回位置元素的排序方式： ASC ： 根據中心的位置， 按照從近到遠的方式返回位置元素。 DESC ： 根據中心的位置， 按照從遠到近的方式返回位置元素。 在默認情況下， GEORADIUS 命令會返回所有匹配的位置元素。 雖然用戶可以使用 COUNT <count> 選項去獲取前 N 個匹配元素， 但是因為命令在內部可能會需要對所有被匹配的元素進行處理， 所以在對一個非常大的區域進行搜索時， 即使只使用 COUNT 選項去獲取少量元素， 命令的執行速度也可能會非常慢。 但是從另一方面來說， 使用 COUNT 選項去減少需要返回的元素數量， 對于減少帶寬來說仍然是非常有用的。 ---------- **返回值** GEORADIUS 命令返回一個數組， 具體來說： 在沒有給定任何 WITH 選項的情況下， 命令只會返回一個像 ["New York","Milan","Paris"] 這樣的線性（linear）列表。 在指定了 WITHCOORD 、 WITHDIST 、 WITHHASH 等選項的情況下， 命令返回一個二層嵌套數組， 內層的每個子數組就表示一個元素。 在返回嵌套數組時， 子數組的第一個元素總是位置元素的名字。 至于額外的信息， 則會作為子數組的后續元素， 按照以下順序被返回： 以浮點數格式返回的中心與位置元素之間的距離， 單位與用戶指定范圍時的單位一致。 geohash 整數。 由兩個元素組成的坐標，分別為經度和緯度。 舉個例子， GEORADIUS Sicily 15 37 200 km withcoord withdist 這樣的命令返回的每個子數組都是類似以下格式的： ["Palermo","190.4424",["13.361389338970184","38.115556395496299"]] ---------- redis> GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2 redis> GEORADIUS Sicily 15 37 200 km WITHDIST 1) 1) "Palermo" 2) "190.4424" 2) 1) "Catania" 2) "56.4413" redis> GEORADIUS Sicily 15 37 200 km WITHCOORD 1) 1) "Palermo" 2) 1) "13.361389338970184" 2) "38.115556395496299" 2) 1) "Catania" 2) 1) "15.087267458438873" 2) "37.50266842333162" redis> GEORADIUS Sicily 15 37 200 km WITHDIST WITHCOORD 1) 1) "Palermo" 2) "190.4424" 3) 1) "13.361389338970184" 2) "38.115556395496299" 2) 1) "Catania" 2) "56.4413" 3) 1) "15.087267458438873" 2) "37.50266842333162" <h5>GEORADIUSBYMEMBER(返回半徑圓內的元素)</h5> GEORADIUSBYMEMBER key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [ASC|DESC] [COUNT count] 這個命令和 GEORADIUS 命令一樣， 都可以找出位于指定范圍內的元素， 但是 GEORADIUSBYMEMBER 的中心點是由給定的位置元素決定的， 而不是像 GEORADIUS 那樣， 使用輸入的經度和緯度來決定中心點。 關于 GEORADIUSBYMEMBER 命令的更多信息， 請參考 GEORADIUS 命令的文檔。 返回值：一個數組， 數組中的每個項表示一個范圍之內的位置元素。 ---------- redis> GEOADD Sicily 13.583333 37.316667 "Agrigento" (integer) 1 redis> GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2 redis> GEORADIUSBYMEMBER Sicily Agrigento 100 km 1) "Agrigento" 2) "Palermo" <h5>GEOHASH(GEOHASH)</h5> GEOHASH key member [member …]返回一個或多個位置元素的 Geohash 表示。 返回值：一個數組， 數組的每個項都是一個 geohash 。 命令返回的 geohash 的位置與用戶給定的位置元素的位置一一對應。 ---------- redis> GEOADD Sicily 13.361389 38.115556 "Palermo" 15.087269 37.502669 "Catania" (integer) 2 redis> GEOHASH Sicily Palermo Catania 1) "sqc8b49rny0" 2) "sqdtr74hyu0" ##位圖## 1個字節( b ) = 8位( bit ) = 0.001 千字節( kb ) <h5>SETBIT</h5> SETBIT key offset value 對 key 所儲存的字符串值，設置或清除指定偏移量上的位(bit)。 位的設置或清除取決于 value 參數，可以是 0 也可以是 1 。 當 key 不存在時，自動生成一個新的字符串值。 字符串會進行伸展(grown)以確保它可以將 value 保存在指定的偏移量上。當字符串值進行伸展時，空白位置以 0 填充。 offset 參數必須大于或等于 0 ，小于 2^32 (bit 映射被限制在 512 MB 之內)。 ---------- Warning 對使用大的 offset 的 SETBIT 操作來說，內存分配可能造成 Redis 服務器被阻塞。具體參考 SETRANGE key offset value 命令，warning(警告)部分。 返回值:指定偏移量原來儲存的位。 ---------- redis> SETBIT bit 10086 1 (integer) 0 redis> GETBIT bit 10086 (integer) 1 redis> GETBIT bit 100 # bit 默認被初始化為 0 (integer) 0 <h5>GETBIT</h5> GETBIT key offset:對 key 所儲存的字符串值，獲取指定偏移量上的位(bit)。 當 offset 比字符串值的長度大，或者 key 不存在時，返回 0 。 返回值:字符串值指定偏移量上的位(bit)。 ---------- > 對不存在的 key 或者不存在的 offset 進行 GETBIT， 返回 0 redis> EXISTS bit (integer) 0 redis> GETBIT bit 10086 (integer) 0 # 對已存在的 offset 進行 GETBIT redis> SETBIT bit 10086 1 (integer) 0 redis> GETBIT bit 10086 (integer) 1 <h5>BITCOUNT</h5> BITCOUNT key [start] [end]:計算給定字符串中，被設置為 1 的比特位的數量。 一般情況下，給定的整個字符串都會被進行計數，通過指定額外的 start 或 end 參數，可以讓計數只在特定的位上進行。 start 和 end 參數的設置和 GETRANGE key start end 命令類似，都可以使用負數值： 比如 -1 表示最后一個字節， -2 表示倒數第二個字節，以此類推。 不存在的 key 被當成是空字符串來處理，因此對一個不存在的 key 進行 BITCOUNT 操作，結果為 0 。 返回值:被設置為 1 的位的數量。 ---------- redis> BITCOUNT bits (integer) 0 redis> SETBIT bits 0 1 # 0001 (integer) 0 redis> BITCOUNT bits (integer) 1 redis> SETBIT bits 3 1 # 1001 (integer) 0 redis> BITCOUNT bits (integer) 2 <h5>BITPOS</h5> BITPOS key bit [start] [end]:返回位圖中第一個值為 bit 的二進制位的位置。 在默認情況下， 命令將檢測整個位圖， 但用戶也可以通過可選的 start 參數和 end 參數指定要檢測的范圍。 返回值:整數回復。 ---------- 127.0.0.1:6379> SETBIT bits 3 1 # 1000 (integer) 0 127.0.0.1:6379> BITPOS bits 0 (integer) 0 127.0.0.1:6379> BITPOS bits 1 (integer) 3 <h5>BITOP</h5> BITOP operation destkey key [key …]:對一個或多個保存二進制位的字符串 key 進行位元操作，并將結果保存到 destkey 上。 operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 這四種操作中的任意一種： BITOP AND destkey key [key ...] ，對一個或多個 key 求邏輯并，并將結果保存到 destkey 。 BITOP OR destkey key [key ...] ，對一個或多個 key 求邏輯或，并將結果保存到 destkey 。 BITOP XOR destkey key [key ...] ，對一個或多個 key 求邏輯異或，并將結果保存到 destkey 。 BITOP NOT destkey key ，對給定 key 求邏輯非，并將結果保存到 destkey 。 除了 NOT 操作之外，其他操作都可以接受一個或多個 key 作為輸入。 處理不同長度的字符串 當 BITOP 處理不同長度的字符串時，較短的那個字符串所缺少的部分會被看作 0 。 空的 key 也被看作是包含 0 的字符串序列。 返回值:保存到 destkey 的字符串的長度，和輸入 key 中最長的字符串長度相等。 Note BITOP 的復雜度為 O(N) ，當處理大型矩陣(matrix)或者進行大數據量的統計時，最好將任務指派到附屬節點(slave)進行，避免阻塞主節點。 ---------- redis> SETBIT bits-1 0 1 # bits-1 = 1001 (integer) 0 redis> SETBIT bits-1 3 1 (integer) 0 redis> SETBIT bits-2 0 1 # bits-2 = 1011 (integer) 0 redis> SETBIT bits-2 1 1 (integer) 0 redis> SETBIT bits-2 3 1 (integer) 0 redis> BITOP AND and-result bits-1 bits-2 (integer) 1 redis> GETBIT and-result 0 # and-result = 1001 (integer) 1 redis> GETBIT and-result 1 (integer) 0 redis> GETBIT and-result 2 (integer) 0 redis> GETBIT and-result 3 (integer) 1 ## 結尾 ## <p style="background-image: -webkit-linear-gradient(left, #3498db, #f47920 10%, #d71345 20%, #f7acbc 30%,#ffd400 40%, #3498db 50%, #f47920 60%, #d71345 70%, #f7acbc 80%, #ffd400 90%, #3498db);color: transparent;-webkit-text-fill-color: transparent;-webkit-background-clip: text;text-align:center;"> 腹有詩書氣自華，最是書香能致遠。 </p>