基本类型
基本类型
基本类型与底层数据结构对应关系如下图所示:
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 fieldhget
获取 key 的一个 fieldhmset
设置 key 的一个或多个 fieldhmset 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 fieldhgetall
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;