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  • Redis不同数据类型的的数据结构实现

    我们知道Redis支持五种数据类型,

    分别是字符串、哈希表(map)、列表(list)、集合(set)和有序集合,和Java的集合框架类似,不同数据类型的数据结构实也是不一样的。

    1.Redis中的redisObject对象

    Redis是使用C编写的,内部实现了一个struct结构体redisObject对象,

    通过结构体来模仿面向对象编程的“多态”,作为一个底层的数据支持,redisObject代码:

    /*
     * Redis 对象
     */
    typedef struct redisObject {
        // 类型
        unsigned type:4;
        // 对齐位
        unsigned notused:2;
        // 编码方式
        unsigned encoding:4;
        // LRU 时间(相对于 server.lruclock)
        unsigned lru:22;
        // 引用计数
        int refcount;
        // 指向对象的值
        void *ptr;
    } robj;
    

    其中type、encoding、ptr3个属性分别表示:
    type:redisObject的类型,字符串、列表、集合、有序集、哈希表
    encoding:底层实现结构,字符串、整数、跳跃表、压缩列表等
    ptr:实际指向保存值的数据结构

    如果一个 redisObject 的 type 属性为 REDIS_LIST , encoding 属性为 REDIS_ENCODING_LINKEDLIST ,
    那么这个对象就是一个 Redis 列表,它的值保存在一个双端链表内,而 ptr 指针就指向这个双端链表;
    如果一个 redisObject 的 type 属性为 REDIS_HASH , encoding 属性为 REDIS_ENCODING_ZIPMAP ,
    那么这个对象就是一个 Redis 哈希表,它的值保存在一个 zipmap 里,而 ptr 指针就指向这个 zipmap 。

    下面这张图片中的REDIS_STRING/REDIS_LIST/REDIS_ZSET/REDIS_HASH/REDIS_SET针对的是redisObject中的type,
    后面指向的REDIS_ENCODING_LINKEDLIST等针对的是encoding字段。

    Redis的底层数据结构有以下几种:
    简单动态字符串sds(Simple Dynamic String)
    双端链表(LinkedList)
    字典(Map)
    跳跃表(SkipList)

    下面针对五种数据类型,学习相关的底层数据结构。

    2.String

    如果一个String类型的value能够保存为整数,则将对应redisObject 对象的encoding修改为REDIS_ENCODING_INT,将对应robj对象的ptr值改为对应的数值。
    如果不能转为整数,保持原有encoding为REDIS_ENCODING_RAW。
    因此String类型的数据可能使用原始的字符串存储(实际为sds - Simple Dynamic Strings,对应encoding为REDIS_ENCODING_RAW)或者整数存储。

    Redis可以直接查看对象的ENCODING值:

    redis:6379> set strtest 1
    OK
    redis:6379> OBJECT ENCODING strtest
    "int"
    redis:6379> set strtest blog
    OK
    redis:6379> OBJECT ENCODING strtest
    "raw"
    

      

    3.List

    列表的底层实现有2种:
    REDIS_ENCODING_ZIPLIST
    REDIS_ENCODING_LINKEDLIST
    ZIPLIST相比LINKEDLIST可以节省内存,
    当创建新的列表时,默认是使用压缩列表作为底层数据结构的。
    Redis内部会对相关操作做判断,
    当list的elem数小于配置值: hash-max-ziplist-entries 或者elem_value字符串的长度小于 hash-max-ziplist-value, 可以编码成 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 类型存储,以节约内存;
    但由于在zip list添加和删除元素会涉及到数据移动,
    因此当list内容较多时,使用双向链表。

    4.Hash

    创建新的Hash类型时,默认也使用ziplist存储value,保存数据过多时,使用hast table。

    5.Set

    集合的底层实现也有两种:
    REDIS_ENCODING_INTSET
    REDIS_ENCODING_HT(字典)
    创建Set类型的key-value时,如果value能够表示为整数,则使用intset类型保存value。
    数据量大时,切换为使用hash table保存各个value。

    6.Sorted Set

    有序集合的底层实现也是2种:
    REDIS_ENCODING_ZIPLIST
    REDIS_ENCODING_SKIPLIST

    关于Redis中的跳跃表,查看这篇文章:跳跃表
    跳跃表在 Redis中的使用,就是实现有序集合数据类型。

    应用版本Redis 2.6,

    了解更多:Redis 数据类型

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/binyue/p/5342281.html
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