Redis的基础数据结构

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了Redis的基础数据结构，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含4787字，纯文字阅读大概需要7分钟。

内容图文

1、分布式缓存技术的应用

缓存 ： 就是低速的IO与高速的应用之间的问题缓冲组件放到数据库和应用之间,

使用缓存的方式：

 1、把数据写入数据库之后，然后把相应的数据写入缓存

 2、先去查询数据库里的数据 然后把相应的数据写入缓存

 3、定时刷新，定时任务的调度可以周期性的把相应数据做一个同步

2、redis的存储结构

     大家一定对字典类型的数据结构非常熟悉，比如map ，通过key value的方式存储的结构。 redis的全称是remote dictionary server(远程字典服务器)，它以字典结构存储数据，并允许其他应用通过TCP协议读写字典中的内容。数 据结构如下

3、数据类型

字符串类型

       字符串类型是redis中最基本的数据类型，它能存储任何形式的字符串，包括二进制数据。你可以用它存储用户的邮箱、json化的对象甚至是图片。一个字符类型键允许存储的最大容量是512M.

内部数据结构

       在Redis内部，String类型通过 int、SDS(simple dynamic string)作为结构存储，int用来存放整型数据，sds存放字节/字符串和浮点型数据。在C的标准字符串结构下进行了封装，用来提升基本操作的性能，同时也充分利用已有的 C的标准库，简化实现逻辑。我们可以在redis的源码中【sds.h】中看到sds的结构如下; 

     typedef char *sds;

     redis3.2分支引入了五种sdshdr类型，目的是为了满足不同长度字符串可以使用不同大小的Header，从而节省内 存，每次在创建一个sds时根据sds的实际长度判断应该选择什么类型的sdshdr，不同类型的sdshdr占用的内存空 间不同。这样细分一下可以省去很多不必要的内存开销，下面是3.2的sdshdr定义

sdshdr8的内存布局

列表类型

     列表类型(list)可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素或者获得列表的某一个片段。列表类型内部使用双向链表实现，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为O(1), 获取越接近两端的元素速度就越 快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是很快的

ziplist

     ziplist是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序存储结构，类似于数组，ziplist在内存中是连续存储的，但是不同于数组，为了节省内存 ziplist的每个元素所占的内存大小可以不同（数组中叫元素，ziplist叫节点entry，下文都用“节点”），每个节点可以用来存储一个整数或者一个字符串。
下图是ziplist在内存中的布局

• zlbytes: ziplist的长度（单位: 字节)，是一个32位无符号整数
• zltail: ziplist最后一个节点的偏移量，反向遍历ziplist或者pop尾部节点的时候有用。
• zllen: ziplist的节点（entry）个数
• entry: 节点
• zlend: 值为0xFF，用于标记ziplist的结尾

内部数据结构

redis3.2之前，List类型的value对象内部以linkedlist或者ziplist来实现, 当list的元素个数和单个元素的长度比较小

的时候，Redis会采用ziplist(压缩列表)来实现来减少内存占用。否则就会采用linkedlist(双向链表)结构。 redis3.2之后，采用的一种叫quicklist的数据结构来存储list，列表的底层都由quicklist实现。

这两种存储方式都有优缺点，双向链表在链表两端进行push和pop操作，在插入节点上复杂度比较低，但是内存开 销比较大; ziplist存储在一段连续的内存上，所以存储效率很高，但是插入和删除都需要频繁申请和释放内存;

quicklist仍然是一个双向链表，只是列表的每个节点都是一个ziplist，其实就是linkedlist和ziplist的结合，quicklist 中每个节点ziplist都能够存储多个数据元素，在源码中的文件为【quicklist.c】，在源码第一行中有解释为:A doubly linked list of ziplists意思为一个由ziplist组成的双向链表;

Hash类型

数据结构

      map提供两种结构来存储，一种是hashtable、另一种是前面讲的ziplist，数据量小的时候用ziplist. 在redis中，哈希表分为三层，分别是，源码地址【dict.h】

dictEntry

    管理一个key-value，同时保留同一个桶中相邻元素的指针，用来维护哈希桶的内部链;

dictht

    实现一个hash表会使用一个buckets存放dictEntry的地址，一般情况下通过hash(key)%len得到的值就是buckets的 索引，这个值决定了我们要将此dictEntry节点放入buckets的哪个索引里,这个buckets实际上就是我们说的hash 表。dict.h的dictht结构中table存放的就是buckets的地址

dict

dictht实际上就是hash表的核心，但是只有一个dictht还不够，比如rehash、遍历hash等操作，所以redis定义了 一个叫dict的结构以支持字典的各种操作，当dictht需要扩容/缩容时，用来管理dictht的迁移，以下是它的数据结 构,源码在

集合类型

   集合类型中，每个元素都是不同的，也就是不能有重复数据，同时集合类型中的数据是无序的。一个集合类型键可以存储至多232-1个 。集合类型和列表类型的最大的区别是有序性和唯一性 集合类型的常用操作是向集合中加入或删除元素、判断某个元素是否存在。由于集合类型在redis内部是使用的值为空的散列表(hash table)，所以这些操作的时间复杂度都是O(1).

数据结构

     Set在的底层数据结构以intset或者hashtable来存储。当set中只包含整数型的元素时，采用intset来存储，否则，采用hashtable存储，但是对于set来说，该hashtable的value值用于为NULL。通过key来存储元素

有序集合

   有序集合类型，顾名思义，和前面讲的集合类型的区别就是多了有序的功能，在集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联了一个分数，这使得我们不仅可以完成插入、删除 和判断元素是否存在等集合类型支持的操作，还能获得分数最高(或最低)的前N个元素、获得指定分数范围内的元 素等与分数有关的操作。虽然集合中每个元素都是不同的，但是他们的分数却可以相同。

数据结构

      zset类型的数据结构就比较复杂一点，内部是以ziplist或者skiplist+hashtable来实现，这里面最核心的一个结构就 是skiplist，也就是跳跃表

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内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的Redis的基础数据结构全部内容，希望文章能够帮你解决Redis的基础数据结构所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

内容备注

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