Redis底层实现

大彬
大约 4 分钟

string

字符串对象的编码可以是 int 、 raw 或者 embstr 。

  1. 如果一个字符串对象保存的是整数值, 并且这个整数值可以用 long 类型来表示, 那么会将编码设置为 int 。
  2. 如果字符串对象保存的是一个字符串值, 并且这个字符串值的长度大于 39 字节, 那么字符串对象将使用一个简单动态字符串(SDS)来保存这个字符串值, 并将对象的编码设置为 raw 。
  3. 如果字符串对象保存的是一个字符串值, 并且这个字符串值的长度小于等于 39 字节, 那么字符串对象将使用 embstr 编码的方式来保存这个字符串值。
编码
可以用 long 类型保存的整数。int
可以用 long double 类型保存的浮点数。embstr 或者 raw
字符串值, 或者因为长度太大而没办法用 long 类型表示的整数, 又或者因为长度太大而没办法用 long double 类型表示的浮点数。embstr 或者 raw

hash

hash类型内部编码有两种:

  1. ziplist,压缩列表。当哈希类型元素个数小于512个,并且所有值都小于64字节时,Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现。ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储,更加节省内存。
  2. hashtable。当哈希类型无法满足ziplist的条件时,Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现,因为此时ziplist的读写效率会下降,而hashtable的读写时间复杂度为O(1)。

使用 ziplist 作为 hash 的底层实现时,添加元素的时候,同一键值对的两个节点总是紧挨在一起, 保存键的节点在前, 保存值的节点在后。

使用场景:记录博客点赞数量。hset MAP_BLOG_LIKE_COUNT blogId likeCount,key为MAP_BLOG_LIKE_COUNT,field为博客id,value为点赞数量。

list

列表list类型内部编码有两种:

  1. ziplist,压缩列表。当列表中的元素个数小于512个,同时列表中每个元素的值都小于64字节时,Redis会选用ziplist来作为列表的内部实现来减少内存的使用。
  2. 当列表类型无法满足ziplist的条件时,Redis会使用linkedlist作为列表的内部实现。

Redis3.2版本提供了quicklist内部编码,简单地说它是以一个ziplist为节点的linkedlist,它结合了ziplist和linkedlist两者的优势,为列表类型提供了一种更为优秀的内部编码实现。

使用场景:

  1. 消息队列。Redis的lpush+brpop命令组合即可实现阻塞队列。

set

集合对象的编码可以是 intset 或者 hashtable 。

  1. intset 编码的集合对象使用整数集合作为底层实现, 集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合(数组)里面。
  2. hashtable 编码的集合对象使用字典作为底层实现, 字典的每个键都是一个字符串对象, 而字典的值则全部被设置为 NULL 。

zset

有序集合的编码可以是 ziplist 或者 skiplist 。当有序集合的元素个数小于128,同时每个元素的值都小于64字节时,Redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现,ziplist可以有效减少内存的使用。否则,使用skiplist作为有序集合的内部实现。

  1. ziplist 编码的有序集合对象使用压缩列表作为底层实现, 每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存, 第一个节点保存元素的成员(member), 而第二个元素则保存元素的分值(score)。压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序。
  2. skiplist 编码的有序集合对象使用字典和跳跃表实现。使用字典查找给定成员的分值,时间复杂度为O(1) (跳跃表查找时间复杂度为O(logN))。使用跳跃表可以对有序集合进行范围型操作。

使用场景

string:1、常规key-value缓存应用。常规计数如微博数、粉丝数。2、分布式锁。

hash:存放结构化数据,如用户信息(昵称、年龄、性别、积分等)。

list:热门博客列表、消息队列系统。使用list可以构建队列系统,比如:将Redis用作日志收集器,多个端点将日志信息写入Redis,然后一个worker统一将所有日志写到磁盘。

set:1、好友关系,微博粉丝的共同关注、共同喜好、共同好友等;2、利用唯一性,统计访问网站的所有独立ip 。

zset:1、排行榜;2、优先级队列。

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