万丈高楼平地起-redis基础数据结构

道可 2020/9/3 8:03:35

万丈高楼平地起-redis基础数据结构 5种基础数据结构 Redis有5种基础数据结构,分别为string(字符串), list(列表), hash(哈希), set(集合), zset(有序集合) string当前字符串分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。当字符串长度小于1M时,扩容都是加倍现有的空…

万丈高楼平地起-redis基础数据结构

5种基础数据结构

Redis有5种基础数据结构,分别为string(字符串), list(列表), hash(哈希), set(集合), zset(有序集合)

string

  1. 当前字符串分配的空间capacity一般要高于实际字符串长度len。

  2. 当字符串长度小于1M时,扩容都是加倍现有的空间;如果字符长度大于1M,扩容时最多只会多扩1M的空间。

  3. 字符串的最大长度为512M。

  4. 命令:

setex: 等价于 set + expire
setnx: 等价于 set + not + exist(如果不存在,就执行set创建)
incr:自增操作,范围在signed long的最大值的最小值间,如果超出范围,Redis会报错。
incrby:指定步长自增

list(列表)

基础使用

  1. Redis的列表相当于Java中的LinkedList,是链表而不是数组。其插入和删除操作非常快,索引速度很慢。

  2. 当列表弹出最后一个元素之后,该数据结构被自动删除,内存被回收。

  3. Redis列表结构常用来作异步队列使用。将需要延后处理的任务结构体序列化成字符串,塞进Redis列表。另一个线程从这个列表中轮询数据进行处理。

  4. 列表主要存在2种使用方法:

    • A侧进,B侧出,即为队列(rpush-lpop,或者lpush-rpop)
    • A侧进,A侧出,即为栈(rpush-rpop, 或者lpush-lpop)

慢操作

  1. lindex:相当于Java中的get(int index)方法,需要遍历,性能随着index增大而变差。
  2. ltrim:列表截断,保留指定区间的数据,该操作会变更原来数据
  3. index可以为负数,index为‘-1’,表示为最后一个元素,index为‘-2’,表示倒数第二个元素。
  4. 其它命令:lrange, len

快速链表

Redis底层存储的不是一个简单的LinkedList,而是一个快速链表(quicklist)结构。

首先在列表元素较少的情况下,会使用一块连续的内存存储,这个结构是ziplist(压缩列表)。它将所有的元素紧挨着一起存储,分配的是一块连续的内存。当数据比较多的时候才会变成quicklist。因为普通的链表需要的附加指针空间太大,会浪费空间,加重内存的碎片化。所以Redis将链表和ziplist结合起来组成quicklist,也就是将多个ziplist通过双向指针串起来,既满足了快速的插入删除性能,又不会出现太大的空间冗余。

hash(字典)

  1. Redis的字典相当于Java中的HashMap。
  2. 不同之处在于,Redis的字典值只能是字符串,而且两者的rehash方式不同。
    • java的rehash:当字典很大时,rehash是个耗时操作,需要一次性全部rehash。
    • Redis的rehash:需要满足高性能,不能阻塞服务,使用渐进式rehash策略。

      渐进式rehash会在rehash的同时,保留新旧两个hash结构。查询时会同时查询两个hash结构,然后在后续的定时任务以及hash操作指令中,循序渐进地将旧hash内容一点点地迁移到新hash结构中。当搬迁结束,就会使用新的hash结构取而代之。

  3. 当hash移除了最后一个元素后,该数据结构会被自动删除,内存被回收。
  4. 使用场景:可以用来存储用户信息,可以对用户结构中的每个字符串单独存储。
  5. 常用命令:

    hset:设置hash的key-value

    hgetall:获取hash中的所有key-value

    hlen:查询hash长度

    hget:查询hash中指定key的value

    hmset:批量设置

set(集合)

  1. Redis中的集合,相当于Java中的HashSet,内部的键值对是无序的,唯一的。其内部实现相当于是一个字典,字典中的所有的value都是一个值NULL。
  2. 当集合中的最后一个元素被删除之后,数据结构被自动删除,内存被回收。(与list和hash一致)。
  3. set可以用来存储在某活动中中奖的用户id,因为有去重功能,可以保证同一个用户不会中奖2次。
  4. 常用命令:

    sadd:向集合中添加元素

    smembers:查询集合中现存的元素

    sismember:判断某个value是否存在于集合中

    scard:查询集合中元素数量

    spop:从集合中删除一个元素

zset(有序列表)

  1. zset中value是唯一的,并且给每个每个value赋予一个score,代表这个value的排序权重。
  2. zset中最后一个value被移除后,数据结构被自动删除,内存被回收。
  3. 使用场景:
    1. zset可以用来存储粉丝列表,value值是粉丝的用户id,score是关注时间
    2. zset可以用来存储学生的成绩,value值是学生的id,score是考试成绩。
  4. zset内部使用的数据结构是跳跃链表,这块内容后边再专门研究。
  5. 常用命令:
    • zadd:向zset中添加元素。

      > zadd books 9.0 “think in java”

    • zrange:按score排序列出,参数区间为排名范围。

      > zrange books 0 -1

    • zrevrange:按score逆序列出,参数区间为排名范围。

      > zrevrange books 0 -1

    • zcard:统计集合中数量。

      > zcard books

    • zscore:获取指定value的score值。

      > zscore books “think in java”

    • zrank:获取排名。

      > zrank books “think in java”

    • zrangebyscore:根据分值区间遍历集合。

      > zrangebyscore books 0 8.91

      “think in java”

      > zrangebyscore books -inf 8.91 withscores

      “think in java”

      9.0000000004

    • zrem:删除value

      > zrem books “think in java”

4种数据结构能用规则

  1. create if not exist。
  2. drop if no elements.

过期时间

  1. 过期是以对象为单位的,比如一个hash结构的过期是整个hash对象的过期,而不是其中的某个子key的过期。
  2. 如果一个字符串已经设置了过期时间,然后再用set方法修改了它,它的过期时间就会消失。
  3. 命令:
    • expire:设置过期时间

      expire codehole 600

    • ttl:查看剩余存活时间

      ttl codehole

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