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這次我把Redis資料型別寫出了花??🎉~~~

2022-12-13 07:04:04 後端開發

1. String

字串是 Redis 最基本的資料型別,不僅所有 key 都是字串型別,其它幾種資料型別構成的元素也是字串,注意字串的長度不能超過 512M,

1.1 編碼方式(encoding)

字串物件的編碼可以是 int ,raw 或者 embstr ,

  • int 編碼:保存的是可以用 long 型別表示的整數值,
  • embstr 編碼:保存長度小于 44 位元組的字串(redis3.2 版本之前是 39 位元組,之后是 44 位元組),
  • raw 編碼:保存長度大于 44 位元組的字串(redis3.2 版本之前是 39 位元組,之后是 44 位元組),

<file

int 編碼是用來保存整數值,而 embstr 是用來保存短字串,raw 編碼是用來保存長字串,

1.2 raw 編碼

file
*ptr 指向實際 SDS 存盤位置,記憶體不連續

1.3 embstr 編碼

file

記憶體連續,意味著 redis 在申請記憶體空間時只需要呼叫一次申請記憶體函式,減少用戶態內核態交換,效率高,

1.4 int 編碼

如果存盤的字串是整數值,并且大小在 LONG_MAX 范圍內,則會采用 INT 編碼:直接將資料保存在 RedisObject 的 ptr 指標位置(剛好 8 位元組),不再需要 SDS 了,

1.5 總結

file

2. List

list 串列,它是簡單的字串串列,按照插入順序排序,你可以添加一個元素到串列的頭部(左邊)或者尾部(右邊),它的底層實際上是個鏈表結構,

2.1 編碼方式(encoding)

串列物件的編碼是 quicklist, (之前版本中有 linkedList 和 ziplist 這兩種編碼,進一步的,目前 Redis 定義的 10 個物件編碼方式宏名中,有兩個被完全閑置了,分別是: OBJ_ENCODING_ZIPMAP 與 OBJ_ENCODING_LINKEDLIST, 從 Redis 的演進歷史上來看,前者是后續可能會得到支持的編碼值(代碼還在), 后者則應該是被徹底淘汰了)

2.2 記憶體布局

file

3. Set

集合物件 set 是 string 型別(整數也會轉換成 string 型別進行存盤)的無序集合,注意集合和串列的區別:集合中的元素是無序的,因此不能通過索引來操作元素;集合中的元素不能有重復,

3.1 編碼方式(encoding)

集合物件的編碼可以是 intset 或者 hashtable; 底層實作有兩種,分別是 intset 和 dict , 顯然當使用 intset 作為底層實作的資料結構時,集合中存盤的只能是數值資料,且必須是整數;而當使用 dict 作為集合物件的底層實作時,是將資料全部存盤于 dict 的鍵中,值欄位閑置不用.

3.2 記憶體布局

file

3.3 編碼轉換

當集合同時滿足以下兩個條件時,使用 intset 編碼:

  1. 集合物件中所有元素都是整數
  2. 集合物件所有元素數量不超過 512

不能滿足這兩個條件的就使用 hashtable 編碼,第二個條件可以通過組態檔的 set-max-intset-entries 進行配置,

4. Zset

和上面的集合物件相比,有序集合物件是有序的,與串列使用索引下標作為排序依據不同,有序集合為每個元素設定一個分數(score)作為排序依據,

4.1 編碼方式(encoding)

  • SkipList & HT(Dict):SkipList 可以排序,并且可以同時存盤 score 和 ele 值(member);HT 可以鍵值存盤,并且可以根據 key 找 value
  • ZipList :當 節點 entry 數量 小于 128 并且 每個節點大小小于 64kb 時采用

4.2 記憶體結構

SkipList & HT(Dict)
file

ZipList

file

當元素數量不多時,HT 和 SkipList 的優勢不明顯,而且更耗記憶體,因此 zset 還會采用 ZipList 結構來節省記憶體,不過需要同時滿足兩個條件:

  • 元素數量小于 zset_max_ziplist_entries,默認值 128
  • 每個元素都小于 zset_max_ziplist_value 位元組,默認值 64

ziplist 本身沒有排序功能,而且沒有鍵值對的概念,因此需要有 zset 通過編碼實作:

  • ZipList 是連續記憶體,因此 score 和 element 是緊挨在一起的兩個 entry, element 在前,score 在后
  • score 越小越接近隊首,score 越大越接近隊尾,按照 score 值升序排列

5. Hash

哈希物件的鍵是一個字串型別,值是一個鍵值對集合,

5.1 編碼方式(encoding)

哈希物件的編碼可以是 ziplist 或者 hashtable;對應的底層實作有兩種,一種是 ziplist, 一種是 dict,

5.2 記憶體布局

file
Hash 結構與 Redis 中的 Zset 非常類似:

  • 都是鍵值存盤
  • 都需求根據鍵獲取值
  • 鍵必須唯一

區別如下:

  • zset 的鍵是 member,值是 score;hash 的鍵和值都是任意值
  • zset 要根據 score 排序;hash 則無需排序

當 Hash 中資料項比較少的情況下,Hash 底層才?壓縮串列 ziplist 進?存盤資料,隨著資料的增加,底層的 ziplist 就可能會轉成 dict,具體配置如下:

hash-max-ziplist-entries 512

hash-max-ziplist-value 64

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