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基本类型

David LiuAbout 4 min

基本类型

基本类型与底层数据结构对应关系如下图所示:

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五种

String

String 是最基本的 key-value 结构,key 是唯一标识,value 是具体的值,value 其实不仅是字符串, 也可以是数字(整数或浮点数),value 最多可以容纳的数据长度是 512M

原理

String 类型的底层的数据结构实现主要是 int 和 SDS(简单动态字符串)。

SDS 和我们认识的 C 字符串不太一样,之所以没有使用 C 语言的字符串表示,因为 SDS 相比于 C 的原生字符串:

  • SDS 不仅可以保存文本数据,还可以保存二进制数据。因为 SDS 使用 len 属性的值而不是空字符来判断字符串是否结束,并且 SDS 的所有 API 都会以处理二进制的方式来处理 SDS 存放在 buf[] 数组里的数据。所以 SDS 不光能存放文本数据,而且能保存图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据。
  • SDS 获取字符串长度的时间复杂度是 O(1)。因为 C 语言的字符串并不记录自身长度,所以获取长度的复杂度为 O(n);而 SDS 结构里用 len 属性记录了字符串长度,所以复杂度为 O(1)
  • Redis 的 SDS API 是安全的,拼接字符串不会造成缓冲区溢出。因为 SDS 在拼接字符串之前会检查 SDS 空间是否满足要求,如果空间不够会自动扩容,所以不会导致缓冲区溢出的问题。

字符串对象的内部编码(encoding)有 3 种 :int、raw 和 embstr

场景

缓存对象

使用 String 来缓存对象有两种方式:

  • 直接缓存整个对象的 JSON,命令例子: SET user:1 '{"name":"xiaolin", "age":18}'
  • 采用将 key 进行分离为 user:ID:属性,采用 MSET 存储,用 MGET 获取各属性值,命令例子: MSET user:1:name xiaolin user:1:age 18 user:2:name xiaomei user:2:age 20

常规计数

因为 Redis 处理命令是单线程,所以执行命令的过程是原子的。因此 String 数据类型适合计数场景,比如计算访问次数、点赞、转发、库存数量等等。

分布式锁:不可重入

List

原理

但是在 Redis 3.2 版本之后,List 数据类型底层数据结构就只由 quicklist 实现了,替代了双向链表和压缩列表。(7.0后可能只用ListPack实现)

场景

消息队列

消息队列在存取消息时,必须要满足三个需求,分别是消息保序、处理重复的消息和保证消息可靠性

Hash

指令

  • hset 设置 key 的一个或多个 field

  • hget 获取 key 的一个 field

  • hmset 设置 key 的一个或多个 field

    hmset 已经废弃了,可以直接用 hset 设置多组键值对了

  • hmget 获取 key 的一个或多个 field

  • hgetall 获取所有键值对

  • hkeys 获取所有键

  • hvals 获取所有值

  • hincrby 让 key 的一个 field 自增

  • hsetnx 设置 key 的一个 field,如果 field 已经存在,则不设置

原理

Hash 类型的底层数据结构是由listpack 或哈希表实现的:

  • 如果哈希类型元素个数小于 512 个(默认值,可由 hash-max-ziplist-entries 配置),所有值小于 64 字节(默认值,可由 hash-max-ziplist-value 配置)的话,Redis 会使用ListPack作为 Hash 类型的底层数据结构;
  • 如果哈希类型元素不满足上面条件,Redis 会使用哈希表作为 Hash 类型的 底层数据结构。

场景

一般对象用 String + Json 存储,对象中某些频繁变化的属性可以考虑抽出来用 Hash 类型存储。

购物车

经常修改其中部分内容

分布式锁

Redisson 的实现就是 hash,一个记录线程 id,一个记录重入次数

Set

Set 类型的底层数据结构是由哈希表或整数集合实现的:

原理

  • 如果集合中的元素都是整数且元素个数小于 512 (默认值,set-maxintset-entries配置)个,Redis 会使用整数集合作为 Set 类型的底层数据结构;
  • 如果集合中的元素不满足上面条件,则 Redis 使用哈希表作为 Set 类型的底层数据结构。

Zset

原理

Zset 类型的底层数据结构是由listpack 或跳表实现的:

  • 如果有序集合的元素个数小于 128 个,并且每个元素的值小于 64 字节时,Redis 会使用listpack作为 Zset 类型的底层数据结构;
  • 如果有序集合的元素不满足上面的条件,Redis 会使用跳表作为 Zset 类型的底层数据结构;

场景

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