reids基础数据结构
文章目录
- 一.整体
- 1.RedisDb
- 2.对象头
- 二.string
- 三.list
- 1.ziplist
- 2.quicklist
- 四.hash
- 五.set
- 六.zset
- 1.查找
- 2.插入
- 3.删除
- 4.更新
- 5.元素排名
一.整体
1.RedisDb
redis内部的所有键值对是两个hash结构,维护了键值对和过期时间
- dict *dict
- dict *expire
2.对象头
- int type
- int encoding
- int lru
- int refcount
- void *ptr
二.string
SDS动态字符串,可以修改。结构体中维护了数组的容量和长度,在占用字节数较小时采用embstr(使用malloc分配一次内存,对象头和数据连续存储)的形式存储,在长度较大时采用raw形式(malloc分配两次内存,对象头和数据分开存储)存储。
扩容策略:长度小于1M时加倍扩容,长度大于1M时每次扩容增加1M
常用指令:
- set
- get
- exists
- del
- expire
- incr、incrby
三.list
快速列表:连续存储元素的ziplist通过指针连接起来组成快速列表。
基本操作:
- rpush
- rpop
- lpush
- lpop
- lindex() ,获取第几个元素
- ltrim(),保留范围内的数据
1.ziplist
一块连续的内存空间,元素之间紧凑存储,没有冗余间隙。元素体维护着前一个元素的长度(长度小于254时占用一个字节,超过时占用5个字节)、编码、数据,可以存储不同类型的数据,通过编码优化存储占用。
注意点:
- 增加元素,每增加一个元素就要扩展内存,并将之前的内容进行拷贝。所以ziplist会限定大小,超出时就会新增ziplist
- 级联更新,前一个元素的长度发生增长并切好超过了254,并且导致下一个元素的长度增加恰好也超过254,如此向下传递到的更新效应
2.quicklist
通过将ziplist通过前后指针连接起来形成的双向链表。
注意点:
- 新增ziplist,单个ziplist大小超过8k字节时,就会新起一个ziplist
- 压缩深度:0:不压缩,1:首尾不压缩
四.hash
类似与hashmap,内部是数组加链表的结构,不过内部结构维护了两个hash结构。因为redis为了高性能在rehash时采用了渐进式的rehash方式(查询时同时查询两个hash结构)。
基本操作:
- set
- get
- hgetall
- hlen
- hmset
- hincryby
注意点:
- 元素数大于数组数时就会扩容
- 元素数低于数组数的10%就会扩容
五.set
相当于hashset,无序键值对,元素的value为NULL。
基本操作:
- sadd
- smember
- sismember,是否存在
- scard,获取元素个数
- spop,弹出一个
六.zset
内部结构是hash字典和跳跃列表,字典存储value和score的对应关系,跳跃列表提供按照score来排序的功能。
基本操作:
- zadd
- zrange
- zrevrange
- zcard
- zscore
- zrank
- zrankbyscore
- zrem
1.查找
从header的最高层开始查找,直到找到本层最后一个比目标score小的元素,然后进入到下一层,重复上一步骤,直到找到目标元素或遍历到最底层。
2.插入
- 查找待插入位置,记录搜索路径
- 新建节点,分配随机层数
- 将搜索路径上的节点和新节点通过前后指针连接起来
- 如果节点的高度大于最高高度,更新最高高度
3.删除
- 查找待删除元素,记录搜索路径
- 重排搜索路径上的前后指针
- 最高高度变化的话更新最高高度
4.更新
先删除后增加
5.元素排名
根据value获取score后,将搜索路径上的span跨度值相加就是元素排名。
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