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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:
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 或 http://www.linuxidc.com/Linux/2017-12/149436.htm
跳跃表在 Redis 中的使用,就是实现有序集合数据类型。
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Ubuntu 15.10 下 Redis 集群部署文档 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-06/132340.htm
Redis 实战 中文 PDF http://www.linuxidc.com/Linux/2016-04/129932.htm
Redis 热迁移实战总结 http://www.linuxidc.com/Linux/2017-02/141083.htm
Redis3.0 配置文件详解 http://www.linuxidc.com/Linux/2017-03/141369.htm
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