2.Redis系列Redis基础数据结构

Posted 2021-03-05 lonelyxmas

原文:2.【Redis系列】Redis基础数据结构

千里之行始于足下，我们先来看看redis的基础知识。

Redis有5中基本数据类型：字符串(string)、列表(list)、集合(set)、有序集合(zset)、字典(hash)。熟练掌握这5种基本数据结构也是最基本最重要的部分。

String(字符串)

字符串是redis中最简单的数据结构，Redis所有的数据结构都是以唯一key作为名称，然后通过唯一的key来获取相应的redis数据。不同类型的数据结构的差异就在于value的结构不一样。

字符串使用非常广泛，最常用的就是缓存用户信息，通常我们将用户信息使用JSON序列化成字符串，然后将序列化后的字符串塞进redis中，同样，取用户信息的时候再进行一次反序列化的过程。

Redis的字符串是动态字符串，内部结构类似java的ArrayList。采用与分配空间的方式肩上内存的频繁分配。内部为当前字符串实际分配的空间capacity，当字符串小于1M时，扩容都是加倍现有的空间，当超过1M时，扩容只会多扩1M的空间，需要注意的是字符串的最大空间是512M。

键值对

>set name QQsir
ok
>get name
"QQsir"
>exists name
(integer) 1
>del name
(integer) 1
>get name
(nil)

批量键值对

>mset name1 QQ name2 wx 
>mget name1 name2
1)"QQ"
2)"wx"

过期和set命令扩展

>set name QQsir
>get name
"QQsir"
>expire name 5 #5秒后过期
...wait 5s
>get name
（nil）

计数

如果value是整数，可以对它自增操作

>set age 30
ok
>incr age
(integer)31
>incrby age 5
(integer)36
>incrby age -5
(integer)31

list(列表)

Redis列表相当于java语言里面的linkedlist，注意它是链表而不是数组。意味着list的插入和删除非常的快，时间复杂度O(1) ，但是索引定位很慢，时间复杂度O(n).

当列表弹出最后一个元素之后，该数据结果自动被删除，内存回收。

Redis的列表结构可以用来做异步队列，将延后处理的任务结构体序列成字符串放到Redis的列表中。另一个线程从这个列表中轮训获取数据进行处理。

左边进左边出

> rpush books python java golang
(integer) 3
> llen books
(integer) 3
> lpop books
"python"
> lpop books
"java"
> lpop books
"golang"
> lpop books
(nil)

右边进右边出：栈

> rpush books python java golang
(integer) 3
> rpop books
"golang"
> rpop books
"java"
> rpop books
"python"
> rpop books
(nil)

快速列表

ziplist.png

如果再深入一些，list列表的底层是一个快速列表quicklist的数据结构。
当存储元素较少的时候，会分配一块连续的内存，这个结构是压缩列表ziplist，当元素过多，就需要使用quicklist，因为普通的链表使用空间太大，增加内存的碎片化，比如存储一个int类型，还需要两个指针，增加内存占用空间。所以使用链表和ziplist结合的方式，使用双箭头将ziplist链接起来，这样即满足快速插入和删除，又能不占用过多的空间。

hash(字典)

Redis字典相当于java里面的hashmap，它是无序字典，内部结构上同hashmap一样，使用数组加链表的方式，第一维hash的数组发生碰撞，就会将碰撞的元素使用链表串联起来。

hash.png

不同的是redis存储的只能是字符串，另外他们的rehash的方式不一样，java的hashmap是一次性全部rehash，在元素很多时，是很耗时的操作，redis为了不堵塞服务，提高性能，采用的是渐进式rehash策略。

redis在rehash时会保留新旧两个hash结构，在查询时会从两个结构中查询，后续一点点的将旧hash的内容迁移到新hash上，当最后一个元素迁移完成，替代旧hash，内存被回收。

hash 结构也可以用来存储用户信息，不同于字符串一次性需要全部序列化整个对象，hash 可以对用户结构中的每个字段单独存储。这样当我们需要获取用户信息时可以进行部分获取。而以整个字符串的形式去保存用户信息的话就只能一次性全部读取，这样就会比较浪费网络流量。

set(集合)

Redis的集合相当于java语言中的hashSet，内部的键值对是无序的唯一的，它的内部实现相当于一个特殊的字典，字典中的所有value都是null。

set集合可以用来存储中将用户，这样就确保不会重复。

zset(有序集合)

有序集合是最有特色的数据结构，类似于java的sortedSet和hashmap的结合体。一方面是一个set保证内部value的唯一性，另一方面对每个值赋予一个score，代表这个值的权重排序。内部使用的是一种叫做跳跃列表的数据结构。

zset的最后一个元素被移除后，数据结构自动删除，内存被回收。

以上是Redis的基本数据结构类型，后面给大家分享一下redis的高级用法。