redis命令效率分析

Posted 2021-01-18 在线者

append：时间复杂度为o(1)，如果键已经存在并且是字符串，则此命令将在字符串末尾追加值。如果键不存在，则创建它并将其设置为空字符串，因此在这种特殊情况下，追加将类似于SET。返回修改后的字符串长度。

• 字符串

　　Redis中最基本的数据结构就是字符串，使用redis最简单的额方法就是字符串作为键值存储。这里的字符串是经过序列化之后存储的。操作字符串最基础的GET和SET命令都是O(1)的效率。非常快速和简单，是效率最高的存储形式。而GETRANGE、MSET、MGET都是O(n)的效率。

• 哈希

　　这里的哈希和编程语言中的字典或关联数组类似，是一种将一个或多个字段映射到对应的值的数据结构。在Redis中，所有的哈希值必须是Redis字符串，并且有唯一的键名，键的值是简单的Redis字符串。通过调用Redis的HGET或HMGET命令，传入合适的键和值，就能返回字段值。大多数场景下，Redis哈希可以为HSET和HGET提供很棒的O(1)性能。而HGETALL、HMSET、HMGET、HKEYS和HVALS都为O(n)。如果哈希非常小，HMGET和HGETALL没有明显差异，但是当哈希键值不断增长时，HMGET将会表现更好，它们虽然都是O(n)效率，但是HMGET的复杂度上限为所请求的字段的总和而不是整个哈希。在哈希总体较小时，使用HMGET代替HGETALL比较好，但在大型哈希来说，返回大量数据的HMGET命令会在完成执行前阻塞其他客户端接收数据，从而极大影响Redis总体性能。这种时候，针对性的HGET会是更好的选择。

• 列表

　　Redis中列表是字符串的有序集合，它允许重复的字符串值。Redis中的列表是以链表实现的。使用LPUSH和RPUTH向列表首尾添加元素是简单的操作，表现为常数复杂度O(1)，对于LINSERT和LSET命令来说，时间复杂度是线性O(n)，但这两者有一些重要的差别，对LSET来说，你可以指定下标值设置列表的值，由于本质上是链表，因此变量n是列表的长度，不管是设置第一项还是最后一项，时间复杂度都是O(1)，对于LINSERT来说，你可以在参考值之前或之后插入值，时间复杂度为O(n)，n为列表元素个数，该命令必须从头查到尾，最坏情况是查到列表末尾。对于LRANGE来说，官方文档给的复杂度是O(s+n)，其中s为列表的表头或表尾到偏移量位置的元素个数，者取决于列表大小，n代表返回的元素总数。通常来讲，LTRIM命令的时间复杂度为O(n)，其中n为返回给客户端的元素数量。使用LTRIM结合RPUTH或LPUTH是存储固定长度集合的常用方法。

• 集合

　　Redis中的集合保证了字符串值得唯一性，但是不保证顺序。Redis集合支持集合语义的并集，交集和差集，并在Redis中将这些集合操作的结果存储为一个新的Redis集合。SADD将一个或多个值添加到集合中，时间复杂度为O(n)，其中n为添加到集合中的元素总数。重要的SISMEMBER命令用于判断值是否为集合成员，时间复杂度为O(1)，用于返回集合中所有成员列表，时间复杂度为O(n)。它的集合操作是最有价值的地方，SUNION和SUNIONSTORE命令允许将多个集合的所有成员返回给客户端或存储为Redis中的新集合。这两个命令的时间复杂度为O(n)，其中n为所有集合中的元素总数。SINTER和SINTERSTORE命令返回集合的交集，后者会存储在Redis中，多个集合的公共成员计算时间复杂度为O(n*m)，其中n是最小集合的大小，m为集合总数。最后SDIFF和SDIFFSTORE命令将返回或存储两个集合的差异。和SUNION相同，SDIFF和SDIFFSTORE的时间复杂度为O(n)，n为集合元素总数。

• 位串和位操作

　　Redis字符串和对应命令的特殊用法允许为Redis中相对较少的比特使用该内存高效的数据结构。在位串中，每个字节存储8位，其中位置0位最高有效位，Redis位串最大为512Mb，这个redis所有的键和值限制是一样的。位串高效的原因是大多数针对它的命令都是O(1)和O(n)，使用SETBIT和GETBIT命令，可以将位设置0或1，这两个的时间复杂度都是O(1)，位串对于存储一些列连续二进制信息及其迅速。BITOP，BITPOS，BITCOUNT的时间复杂度为O(N)，但是提供了强大的语义。如果使用Redis存储业务仪表盘，每月每天甚至每小时的使用信息能够很高效的完成。