Redis 基础数据结构
Redis 有 5 种基础数据结构,分别为:string (字符串)、list (列表)、set (集合)、hash (哈 希) 和 zset (有序集合)。
string 字符串
字符串 string 是 Redis 最简单的数据结构。
Redis 的字符串是动态字符串,是可以修改的字符串,内部结构实现上类似于 Java 的 ArrayList,采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配,内部为当前字 符串实际分配的空间 capacity 一般要高于实际字符串长度 len。当字符串长度小于 1M 时, 扩容都是加倍现有的空间,如果超过 1M,扩容时一次只会多扩 1M 的空间。需要注意的是 字符串最大长度为 512M。
常用操作
1 | # 键值操作 |
list 列表
Redis 里的列表相当于 Java 的 LinkedList,注意它是链表不是数组,所以插入和删除的速度非常快 O(1), 但是索引定位很慢 O(n)
当列表弹出了最后一个元素之后,该数据结构自动被删除,内存被回收。
Redis 的列表结构常用来做异步队列使用。将需要延后处理的任务结构体序列化成字符 串塞进 Redis 的列表,另一个线程从这个列表中轮询数据进行处理。
队列: 先进先出
1 | # 从右边进,左边出 |
栈: 先进后出
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慢操作
lindex 相当于 Java 链表的 get(int index)方法,它需要对链表进行遍历,性能随着参数 index 增大而变差。 谨慎使用!除此之外还有 lrange, ltrim
1 | # O(n) 慎用 |
hash 字典
Redis 的字典相当于 Java 语言里面的 HashMap,它是无序字典。内部实现结构上同 Java 的 HashMap 也是一致的,同样的数组 + 链表二维结构。第一维 hash 的数组位置碰撞 时,就会将碰撞的元素使用链表串接起来。
不同的是,Redis 的字典的值只能是字符串,另外它们 rehash 的方式不一样,因为 Java 的 HashMap 在字典很大时,rehash 是个耗时的操作,需要一次性全部 rehash。Redis 为了高性能,不能堵塞服务,所以采用了渐进式 rehash 策略。
渐进式 rehash 会在 rehash 的同时,保留新旧两个 hash 结构,查询时会同时查询两个 hash 结构,然后在后续的定时任务中以及 hash 的子指令中,循序渐进地将旧 hash 的内容 一点点迁移到新的 hash 结构中。
当 hash 移除了最后一个元素之后,该数据结构自动被删除,内存被回收。
hash 也有缺点,hash 结构的存储消耗要高于单个字符串,到底该使用 hash 还是字符 串,需要根据实际情况再三权衡。
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set 集合
Redis 的集合相当于 Java 语言里面的 HashSet,它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,字典中所有的 value 都是一个值 NULL。
当集合中最后一个元素移除之后,数据结构自动删除,内存被回收。 set 结构可以用来 存储活动中奖的用户 ID,因为有去重功能,可以保证同一个用户不会中奖两次。
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zset 有序列表
zset 类似于 Java 的 SortedSet 和 HashMap 的结合体,一方面它是一个 set,保证了内部 value 的唯一性,另一方面它可以给每个 value 赋予一个 score,代表这个 value 的排序权 重。它的内部实现用的是一种叫着「跳跃列表」的数据结构。
zset 中最后一个 value 被移除后,数据结构自动删除,内存被回收。
zset 可以用来存 粉丝列表,value 值是粉丝的用户 ID,score 是关注时间。我们可以对粉丝列表按关注时间 进行排序。
zset 还可以用来存储学生的成绩,value 值是学生的 ID,score 是他的考试成绩。我们 可以对成绩按分数进行排序就可以得到他的名次。
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