【Redis深度历险】那些年Redis的数据结构

  • 2019 年 11 月 5 日
  • 笔记

Redis端口号6379的来源

Redis的端口号是6379,但这个端口号并不是随机选择的,源于"MERZ",这个单词在手机当中的对应数字就是6379。"MERZ"在Redis作者Antirez的好友圈当中代表愚蠢的意思。

数据结构

Redis的key只能是字符串，value可以是String,Hash,List,Sorted Set(Zset)。

String

Redis的字符串是动态字符串（SDS Simple Dynamic String ）,内部结构有点儿类似于java的ArrayList,都是采取预分配来减少内存的频繁扩容。如图len是实际字符串的长度，capacity是预分配的空间(数组容量)。创建字符串时,len和capacity一样长，使用字节数组存放内容。

struct SDS<T> {      T capacity; // 数组容量      T len; // 数组长度      byte flags; // 特殊标识位      byte[] content; // 数组内容  }

  • 如果在1M以内，都是加倍扩充容量
  • 如果超过1M则，每次扩容1M
  • 字符串的最大容量是512M

String的一些基础操作

  • 普通get set
127.0.0.1:6379> set name amber  OK  127.0.0.1:6379> get name  "amber"  127.0.0.1:6379> exists name  (integer) 1  127.0.0.1:6379> del name  (integer) 1  127.0.0.1:6379> get name  (nil)  127.0.0.1:6379>
  • 批量mset,mget
127.0.0.1:6379> set name amber  OK  127.0.0.1:6379> set name2 nick  OK  127.0.0.1:6379> mget name name2  1) "amber"  2) "nick"  127.0.0.1:6379> mset name3 wade name4 hellen  OK  127.0.0.1:6379> mget name name2 name3 name4  1) "amber"  2) "nick"  3) "wade"  4) "hellen"  127.0.0.1:6379>
  • 设置过期时间
  1. 第一种 expire
127.0.0.1:6379> set name amber  OK  127.0.0.1:6379> expire name 5  (integer) 1  127.0.0.1:6379> get name  "amber"  //等待5s  127.0.0.1:6379> get name  (nil)  127.0.0.1:6379>
  1. 利用setex
    setex name 时间 value
127.0.0.1:6379> setex name 5 amber  OK  127.0.0.1:6379> get name  "amber"  127.0.0.1:6379> get name  (nil)  127.0.0.1:6379>
  • 自增自减
127.0.0.1:6379> set age 18  OK  127.0.0.1:6379> incr age  (integer) 19  127.0.0.1:6379> incrby age 5  (integer) 24  127.0.0.1:6379> incrby age -5  (integer) 19  127.0.0.1:6379> decr age  (integer) 18  127.0.0.1:6379>

List

Redis的list结构有点像Java中的LinkedList,但实际上地产不仅仅是简单的linkedlist,底层是quicklist（太深入了等待作者以后学习…）

特点

list的插入删除效率很高，时间复杂度为O(1),但是索引的定位就很慢，即O(n)

操作

  • 左进右出(队列)
127.0.0.1:6379> lpush names amber nick wade  (integer) 3  127.0.0.1:6379> rpop names  "amber"  127.0.0.1:6379> rpop names  "nick"  127.0.0.1:6379> rpop names  "wade"  127.0.0.1:6379> rpop names  (nil)  127.0.0.1:6379>

当然你也可以左近左出（栈）,可以自己实验一下。

  • 索引操作
  1. lindex相当于java的get(int index)根据索引取值，但是因为要遍历链表，如果数据很大，导致开销增大
  2. ltrim key index1 index2 保留index1和index2之间的数据
127.0.0.1:6379> lpush names amber nick wade  (integer) 3  127.0.0.1:6379> lindex names 0  "wade"  127.0.0.1:6379> lindex names 1  "nick"  127.0.0.1:6379> lindex names 2  "amber"  127.0.0.1:6379> ltrim names 0 1  127.0.0.1:6379> lindex names 0  "wade"  127.0.0.1:6379> lindex names 1  "nick"  127.0.0.1:6379> lindex names 2  (nil)  127.0.0.1:6379>

hash(散列)

Redis的hash类似java中的HashMap

特点

Redis中的Hash进行rehash时区别于java中的HashMap。
在redis进行rehash时会同时保留新旧两个结构，并在后续的定时任务当中慢慢把旧的数据移动到新数据。

操作

127.0.0.1:6379> hmset person name amber age 18  OK  127.0.0.1:6379> hgetall person  1) "name"  2) "amber"  3) "age"  4) "18"  127.0.0.1:6379> hget person name  "amber"  127.0.0.1:6379> hset person gender 1  (integer) 1  127.0.0.1:6379> hgetall person  1) "name"  2) "amber"  3) "age"  4) "18"  5) "gender"  6) "1"

set

Redis中的set相当于java中的HashSet,内部相当于实现了一个字典

特点

value唯一

操作

127.0.0.1:6379> sadd names amber  (integer) 1  127.0.0.1:6379> sadd names amber  (integer) 0  127.0.0.1:6379> sadd names nick wade  (integer) 2  127.0.0.1:6379> smembers names  1) "amber"  2) "wade"  3) "nick"

zset(sorted set)

Redis中的zset相当于java中sorted set和HashMap的结合。在set的基础上还可以给value赋予score(排序的权重)

特点

zset因为有score需要排序，但是采用普通的链表查找销量过低。因此zst采用层级制度。有点类似于国家->省级->市->xxx。最底层的乡镇肯帝就是我们的L0层级了，所有的元素都串联在一起，每个几个元素就选出市位于L2,同样的道理每隔几个L2层级的元素就选出省位于L3层级。当我们插入新的节点的时候，只需要从最顶层开始进行查找定位到相应位置就行了。是不是有点儿像数组的二分查找。

操作

其实还有一些操作，不过这里就不展示了

127.0.0.1:6379> zadd names 2 amber  (integer) 1  127.0.0.1:6379> zadd names 3 wade  (integer) 1  127.0.0.1:6379> zadd names 1 nick  (integer) 1  127.0.0.1:6379> zrange names 0 2  1) "nick"  2) "amber"  3) "wade"  127.0.0.1:6379>

数据结构知识点拓展

  • redis的所有数据结构都可以设置时间
1. 设置时间  expire key 时间  2. 查看时间  ttl key

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