面试-初识Redis5种数据结构

Posted 2021-02-19 Money131

0.001Reids的5种数据结构

　　redis是一个开源的使用C语言编写的一个kv存储系统，是一个速度非常快的非关系远程内存数据库。它支持包括String、List、Set、Zset、hash五种数据结构。

　　通过哨兵(sentinel)和自动分区(Cuuster)的方式可以提高redis服务器的高可用性。

　　与关系型数据库相比，redis的请求命令不需要经过查询分析器或查询优化器进行处理，也避免了更新数据时引起随机读写，他直接读写内存中的数据，并且数据是按照一定的数据结构储存的。SO速度非常快。

 

字符串(String)

常用的操作：

 

set key values
get key
getset key value 将给定key的值设为value，并返回key的旧值（old value）
mget key1 [key2...]获取所有（一个或多个）给定key的值
setex key secondes value 将值value关联到key，并将key的过期时间设置为secondes(以秒为单位)

 

还有自增和自减操作。Redis的动态字符串由（SDS:Simple Dynamic String）实现：

定义SDS对象，此对象中包含三个属性：

1.len buf中已经占有的长度(表示此字符串的实际长度)

2.free buf中未使用的缓冲区长度

3.buf[] 实际保存字符串数据的地方

空间分配原则：当len小于IMB（1024*1024）时增加字符串分配空间大小为原来的2倍，当len大于等于1M时每次分配 额外多分配1M的空间。

特性：

二进制安全的

高效的计算字符串长度(时间复杂度为O(1))

高效的追加字符串操作

 

列表(List)    ------------->有序储存

常用的操作：

 

存---LPUSH key value [value ...]

取--LRANGE key start stop

lrange key start stop 获取列表指定范围内的元素

lindex key index 通过索引获取列表中的元素

lpush key value [value ...] 将一个或多个值插入到列表头部

lpush lpop rpush rpop等等操作命令,由ziplist和linkedlist实现。

 

列表对象使用ziplist编码：

列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节

列表对象保存的元素数量小于512个

当有任一条件 不满足时将会进行一次转码，使用linkedlist。

3.2之后的版本由quicklist实现，（注解：quicklist由ziplist双向链表组成）

 

哈希(Hash) 

常用方法： 

 

存--HMGET key field [field ...]

取--HMGET key field [field ...]

M：表示能取多个值，many

H：表示hash类型

hgetall key 获取哈表表中所有字段的值及字段

hexists key field 查看哈希表中，指定的字段是否存在，存在返回1，不存在（哈希表或指定字段不存在）返回0

hvals key 获取哈希表中所有值

 

可存储多个键值对映射，散列存储的既可以是字符串也可以是数字值。可以进行自增自减

Hash的两种实现：

第一种是ziplist，上面已经提到过。当存储的数据超过配置的阀值时就是转用hashtable的结构。（消耗性能）

第二种就是hashtable。这种结构的时间复杂度为O(1)，但是会消耗比较多的内存空间。

 

集合(Set)       ----------->无序

常用方法：

 

存--sadd key member [member ...]

取--SMEMBERS key

scard key 获取集合的成员数

SINTER key1 [key2] 返回给定所有集合的交集

SISMEMBER key member 判断 member 元素是否是集合 key 的成员

 

　　redis的集合和列表都可以存储多个字符串，它们之间的不同在于，列表可以存储多个相同的字符串，而集合则通过使用散列表（hashtable）来保证自已存储的每个字符串都是各不相同的，redis中的集合是无序的。还可能存在另一种集合，那就是intset，它是用于存储整数的有序集合，里面存放同一类型的整数。

 

有序集合（Zset）

常用方法： 

 

zadd:往集合中添加元素

zrem:删除集合中指定的元素

zrevrank:返回指定元素，在集合中的所对应的索引。

zrevrange:按集合顺序，从大到小进行显示

zcount：返回指定顺序范围内元素的个数，按元素顺序

 

　　有序集合和散列一样，都用于存储键值对：有序集合的键被称为成员（member),每个成员都是各不相同的。有序集合的值则被称为分值（score），分值必须为浮点数。有序集合是redis里面唯一一个既可以根据成员访问元素(这一点和散列一样),又可以根据分值以及分值的排列顺序访问元素的结构。

两种存储方式：

是ziplist结构。与hash中的ziplist类似，member和score顺序存放并按score的顺序排列

另一种是skiplist与dict的结合。

 

redis一般应用场景：

缓存会话（单点登录）

分布式锁，比如：使用setnx

各种排行榜或计数器

商品列表或用户基础数据列表等

使用list作为消息对列

秒杀，库存扣减等

 

五种类型的应用场景

String，redis对于KV的操作效率很高，可以直接用作计数器。例如，统计在线人数等等，另外string类型是二进制存储安全的，所以也可以使用它来存储图片，甚至是视频等。

hash，存放键值对，一般可以用来存某个对象的基本属性信息，例如，用户信息，商品信息等，另外，由于hash的大小在小于配置的大小的时候使用的是ziplist结构，比较节约内存，所以针对大量的数据存储可以考虑使用hash来分段存储来达到压缩数据量，节约内存的目的，例如，对于大批量的商品对应的图片地址名称。

list，列表类型，可以用于实现消息队列，也可以使用它提供的range命令，做分页查询功能。

set，集合，整数的有序列表可以直接使用set。可以用作某些去重功能，例如用户名不能重复等，另外，还可以对集合进行交集，并集操作，来查找某些元素的共同点

zset，有序集合，可以使用范围查找，排行榜功能或者topN功能。