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redis数据结构

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本文字数： 17k 阅读时长 ≈ 15 分钟

redis数据结构

redis全名(Remote Dictionary Server)，即远程字典服务

redis的值的数据结构类型有String、List、Set、Hash、zset(sorted set，有序集合)、Bitmaps(位图)、HyperLogLogs

注意：我使用的版本是6.0.10，不同版本可能略有差别

redis中key的最大长度为512M

对象

server.h

任何value对象都会被包装成一个redisObject，redisObject能指定value类型，编码方式等数据属性

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typedef struct redisObject {
      // 对象的类型 字符串、列表、集合、哈希表
    unsigned type:4;
      // 编码方式，也就是存储方式，提供多种方式来保存一个数据
    unsigned encoding:4;
      // 记录最后一次被访问的时间
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                            * LFU data (least significant 8 bits frequency
    // 引用计数                        * and most significant 16 bits access time). */
    int refcount;
      // 指向底层实现的指针
    void *ptr;
} robj;

类型总览

redis中的数据类型，即为redisObject的type属性

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// string
#define OBJ_STRING 0    /* String object. */
// list
#define OBJ_LIST 1      /* List object. */
// set
#define OBJ_SET 2       /* Set object. */
//zset
#define OBJ_ZSET 3      /* Sorted set object. */
//hash
#define OBJ_HASH 4      /* Hash object. */
// module
#define OBJ_MODULE 5    /* Module object. */
// stream
#define OBJ_STREAM 6    /* Stream object. */
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#可以使用type命令来查看该键所对应值的类型
type key

redis的编码分类

对应于redisObject的ecoding属性，encoding是决定对象底层实现数据结构的

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// 简单动态字符串  raw
#define OBJ_ENCODING_RAW 0     /* Raw representation */
// long类型的整数 int
#define OBJ_ENCODING_INT 1     /* Encoded as integer */
// 哈希表  hashtable
#define OBJ_ENCODING_HT 2      /* Encoded as hash table */
// 压缩  不再使用
#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3  /* Encoded as zipmap */
// 双向链表  不再使用该结构
#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* No longer used: old list encoding. */
// 压缩列表  ziplist
#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5 /* Encoded as ziplist */
// 整数集合  intset
#define OBJ_ENCODING_INTSET 6  /* Encoded as intset */
// 跳表  skiplist
#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7  /* Encoded as skiplist */
// embstr编码的简单动态字符串  embstr
#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8  /* Embedded sds string encoding */
// 快表  quicklist
#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9 /* Encoded as linked list of ziplists */
// 流  stream
#define OBJ_ENCODING_STREAM 10 /* Encoded as a radix tree of listpacks */

可以使用命令来查看存储方式 

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object encoding key

来查看该key使用的是哪种编码

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127.0.0.1:6379> set test_int 1
OK
127.0.0.1:6379> object encoding test_int
"int"
127.0.0.1:6379> set test_raw zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
OK
127.0.0.1:6379> strlen test_raw
(integer) 44
127.0.0.1:6379> object encoding test_raw
"embstr"
127.0.0.1:6379> set test_raw zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
OK
127.0.0.1:6379> object encoding test_raw
"raw"
127.0.0.1:6379> strlen test_raw
(integer) 45
# 查看key的内部结构和编码等信息   
>debug object k4
  Value at:0x7ffc97c044f0 refcount:1 encoding:embstr serializedlength:3 lru:11351195 lru_seconds_idle:5363

String类型

string类型属于单值单value，是一个可变的字节数组，就像StringBuilder似的，可以追加、获取长度、截取等操作。使用场景很多，如缓存数据信息、分布式锁、计数器等。

扩容：当字符串长度小于1M时，扩容是现有空间进行加倍；当字符串长度超过1M，扩容只会多扩1M的空间。且字符串最长为512M

源码结构

sds.h其内部使用的是SDS简单动态字符串，保存了长度信息，获取字符串长度只需要O(1)

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struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr5 {
      // 存储了字符串的类型和长度，3位存类型，5位存长度
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, and 5 msb of string length */
    char buf[];
};
// 暂时应该是没有用到5的，只用到了8、16、32、64
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
  // header中进行存储len、alloc、flags
  // 当前使用空间大小，即字符串的长度
    uint8_t len; /* used */
  // 去掉header和结尾空字符后的buf的总长度，就是已经分配空间的长度
    uint8_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
  // 8位的标记，3位存类型，5位没有使用
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
  // 数组进行存储
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr16 {
    uint16_t len; /* used */
    uint16_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr32 {
    uint32_t len; /* used */
    uint32_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr64 {
    uint64_t len; /* used */
    uint64_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};

编码格式

编码 对象
OBJ_ENCODING_INT 使用整数值实现的字符串对象
OBJ_ENCODING_EMBSTR 使用embstr编码的简单动态字符串实现的字符串对象
OBJ_ENCODING_RAW 使用简单动态字符串实现的字符串对象

string有三种编码格式

  • int 整数值

  • embstr 用于存储短字符串的编码方式，字符串长度小于等于44字节使用，数据保存在一块连续的内存里

  • raw 字符串值长度大于44字节使用

embstr和raw两种编码的区别

embstr编码用于保存短字符串，与raw编码一样，都是使用redisObject结构和sdshdr结构来表示字符串对象，但是raw编码会调用两次内存分配函数来分别创建redisObject结构和sdshdr结构，两个对象在内存地址上是不连续的；而embstr编码则通过调用一次内存分配函数来分配一块连续的内存空间，空间中依次包含redisObject和sdshdr两个结构

操作命令

值拼接

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#给key对应的value进行拼接，返回的是拼接之后的字符长度
append k1 qwe
(integer) 5

值长度

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strlen k1

数字运算操作

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#加一
INCR k2
#减一
DECR k2
#加3，第二个参数是步长
INCRBY k2 3
#减2，第二个参数是步长
DECRBY k2 2

注意：这几个命令只能对数字进行操作，范围是Long.MIN~Long.MAX

获取值

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get k1

#只获取该key所对应value的部分字符
getrange k1 0 2

判断值是否存在

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# 返回0则为不存在
exists test

设置值

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# set key value
set test 123

# setrange覆盖部分值  其中0为从下标为0的字符开始替换
setrange k1 0 zx
(integer) 5

#设置值时设置过期时间
#setex key seconds value
setex k3 20 b

#如果key不存在设置值,防止覆盖(set if not exists)
#setnx key value
setnx k1 1

# 设置key的值，并返回key的旧值
getset k1 vv1

多值操作

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#同时set多个键值
#mset key value [key value ...]
mset k4 v4 k5 v5
#同时获取多个键的值
#mget key  [key ...]
mget k4 k5 
#同时set多个键值(全部不存在时才会设置值)
#msetnx key value [key value ...]
msetnx k6 v6 k7 k8

List类型

List属于单值多value，链表用的是双向链表结构，list支持pop、push来操作头部和尾部，既可以用做栈也可以用做队列

在3.2版本之前使用的是ziplist+linkedlist，在3.2版本之后使用的是quicklist

源码结构

quicklist结构
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typedef struct quicklist {
    quicklistNode *head;
    quicklistNode *tail;
    unsigned long count;        /* total count of all entries in all ziplists */
    unsigned long len;          /* number of quicklistNodes */
    int fill : QL_FILL_BITS;              /* fill factor for individual nodes */
    unsigned int compress : QL_COMP_BITS; /* depth of end nodes not to compress;0=off */
    unsigned int bookmark_count: QL_BM_BITS;
    quicklistBookmark bookmarks[];
} quicklist;

typedef struct quicklistNode {
    struct quicklistNode *prev;
    struct quicklistNode *next;
    unsigned char *zl; // 对应的是ziplist
    unsigned int sz;             /* ziplist size in bytes */
    unsigned int count : 16;     /* count of items in ziplist */
    unsigned int encoding : 2;   /* RAW==1 or LZF==2 */
    unsigned int container : 2;  /* NONE==1 or ZIPLIST==2 */
    unsigned int recompress : 1; /* was this node previous compressed? */
    unsigned int attempted_compress : 1; /* node can't compress; too small */
    unsigned int extra : 10; /* more bits to steal for future usage */
} quicklistNode;
ziplist结构

压缩的双链表，以连续的空间来表示双链表，节省前驱和后继指针的空间，在小的list上，压缩效率明显，因为在普通的双链表中，前驱和后继指针在64位机器上分别占用8B，在ziplist.h和ziplist.c中定义

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typedef struct zlentry {
    unsigned int prevrawlensize; /* Bytes used to encode the previous entry len*/
    unsigned int prevrawlen;     /* Previous entry len. */
    unsigned int lensize;        /* Bytes used to encode this entry type/len.
                                    For example strings have a 1, 2 or 5 bytes
                                    header. Integers always use a single byte.*/
    unsigned int len;            /* Bytes used to represent the actual entry.
                                    For strings this is just the string length
                                    while for integers it is 1, 2, 3, 4, 8 or
                                    0 (for 4 bit immediate) depending on the
                                    number range. */
    unsigned int headersize;     /* prevrawlensize + lensize. */
    unsigned char encoding;      /* Set to ZIP_STR_* or ZIP_INT_* depending on
                                    the entry encoding. However for 4 bits
                                    immediate integers this can assume a range
                                    of values and must be range-checked. */
    unsigned char *p;            /* Pointer to the very start of the entry, that
                                    is, this points to prev-entry-len field. */
} zlentry;

typedef struct {
    /* When string is used, it is provided with the length (slen). */
    unsigned char *sval;
    unsigned int slen;
    /* When integer is used, 'sval' is NULL, and lval holds the value. */
    long long lval;
} ziplistEntry;

而对于quicklist编码的定义是

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OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9 /* Encoded as linked list of ziplists */

操作命令

设置值

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#lpush(指从左边进，头部，先进后出，像栈)
#lpush key element [element ...]
lpush list1 1 2 3 4 5

#rpush(指从右边进，尾部，先进先出，像队列)
#rpush key element [element ...]
rpush list2 1 2 3 4 5

#给某个索引位置赋值
#lset key index element
lset list1 0 q

#在某个元素之前或之后插入一个元素
#linsert key before|after pivot element
linsert list1 before q zz

# 获取指定索引的元素，如果使用负数，则从右边开始计算
lindex list1 0

取值

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#弹出栈顶元素(从左边开始弹出，弹出之后，list中就不存在该元素了)
#lpop key 
lpop list1
#弹出栈顶元素(从右边开始弹出，弹出之后，list中就不存在该元素了)
#rpop key 
rpop list1
# 阻塞读 可以使用blpop、brpop，如果队列没有数据的时候就会进入休眠状态(这里要注意阻塞的话，客户端连接就变成了闲置连接，闲置过长服务器会断开连接的，所以使用的时候客户端要捕获异常进行重试)

#按照索引位置取值
#lindex key index
# 获取头元素
lindex list1 0
# 获取尾部元素
lindex list1 -1

#取值，从头部到尾部
#lrange key start end   (负下标表示的是从后往前，如-1表示倒数第一)
lrange list1 0 -1
1) "5"
2) "4"
3) "3"
4) "2"
5) "1"

# blpop和brpop是阻塞版本
# blpop key timeout
# timeout表示 列表为空时会等3秒后返回，如果timeout=0，则会一直阻塞下去，直到有数据为止
# 如果多个客户端对同一个键执行blpop，那么先执行的blpop命令的客户端可以获取到弹出的值
blpop list1 3

列表长度

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llen list1

删除值

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#删除几个某个元素  count>0时，从左边开始删除；count=0时，删除所有值为element的元素；count<0时，从右边开始删除
#lrem key count element
lrem list1 1 "hi"

#截取指定范围的值赋给key(范围是索引)
#ltrim key start stop
ltrim list1 0 0

# 从头部删除元素  出栈
lpop list1
# 从尾部删除元素
rpop list1

出栈入栈

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#从源列表右出栈压入左目标列表，将一个列表移至另一个列表
#rpoplpush source dest
rpoplpush list2 list1

由于使用的链表，所以在使用index取值的时候需要对链表进行遍历，性能会随着index增大而变差

Set类型

set类型是单值多value，与List的区别在于不可重复，且没有顺序，类似于HashSet，通过hash table实现的

set除了基本的增删改查操作之外，还可以使用集合来取并集、交集、差集，可以用来实现好友推荐等功能

编码格式

编码 对象
OBJ_ENCODING_INTSET 使用整数集合实现的集合对象
OBJ_ENCODING_HT 使用的hash table

set有两种编码格式

  • intset 保存的元素全都是整数，且元素数量不超过512
  • hash table 保存的不是整数
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#根据该配置项来进行编码转换的
set-max-intset-entries 512

源码结构

intset结构

整数集合

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typedef struct intset {
  // 每个整数的类型
    uint32_t encoding;
  // intset的长度
    uint32_t length;
  // 整数数组
    int8_t contents[];
} intset;

操作命令

设置值

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#设置值
#sadd key member [member ...]
sadd set1 vv vc vb vv

取值

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#取值,集合中的所有元素
#smembers key
smembers set1
1) "vc"
2) "vb"
3) "vv"

#判断该元素是否在set中
#sismember key member
sismember set1 vv

#获取随机的元素,不会删除元素(count表示获取的数量，默认为1)
#srandmember key [count]
srandmember set1 2

查看集合元素个数

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#scard key
scard set1

删除

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#srem key member [member ...]
srem set1 vb

#随机出栈(默认数量为1)
#spop key [count]
spop set1

随机抽取

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#随机从集合中抽取2个(默认1个)
#srandmember key [count]
srandmember set1 2
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#将源集合中的值移至目标集合
#smove source dest member
smove set1 set2 test

差集 交集 并集

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#差集 返回的是其他key与第一个key的差集，属于A且不属于B的(A - B)
#sdiff key [key ...]
sdiff set1 set2

#交集  属于A且属于B的(A ∩ B)
#sinter key [key ...]
sinter set1 set2
#并集  属于A或属于B的(A ∪ B)
#sunion key [key ...]
sunion set1 set2

Hash类型

value是键值对，相当于HashMap，对于hash碰撞也是采用的HashMap的处理方式，数组+链表

更适合存储对象，将一个对象存储在hash类型中会占用更少的内存，且可以更方便的存取整个对象

编码格式

编码 对象
OBJ_ENCODING_ZIPLIST 使用ziplist
OBJ_ENCODING_HT 使用的hash table

hash有两种编码格式，当键值对数据量比较小时，使用紧凑的数组格式来节省内存空间

  • ziplist 一开始存储使用的ziplist，但是当满足一定条件时会转换为hash table
  • hash table 
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#根据该配置项来进行编码转换的
# 当hash对象的键值对数量大于该值时使用OBJ_ENCODING_HT编码 
hash-max-ziplist-entries 512
# 当hash对象中的键值对存在键或值的长度大于该值时使用OBJ_ENCODING_HT编码 
hash-max-ziplist-value 64

源码结构

dict.h

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// 哈希表结构
typedef struct dictht {
      // 哈希表数组
    dictEntry **table;
      // 哈希表大小
    unsigned long size;
      // 哈希表大小掩码，用于计算索引值
    unsigned long sizemask;
      // 哈希表已有节点数量
    unsigned long used;
} dictht;
// 哈希节点
typedef struct dictEntry {
      // 键
    void *key;
      // 值
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
      // 下一个哈希节点，链表，可以将多个哈希值相同的键值对进行连接，解决hash冲突的问题
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;
// 字典结构
typedef struct dict {
      // 类型
    dictType *type;
      // 私有数据
    void *privdata;
      // 哈希表,通常情况下只有一个hashtable是有值的。在扩容时，需要分配新的hashtable，然后进行渐进式搬迁，这时候两个hashtable存储的分别是旧的hashtable和新的hashtable，搬迁结束后，旧的hashtable被删除，新的hashtable取而代之
      // ht[0]:用来存放真实的数据
      // ht[1]:用于扩容
  // 也是采用了数组+链表的方式
    dictht ht[2];
      //rehash 如果为-1表示没有进行rehash
    long rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
    int16_t pauserehash; /* If >0 rehashing is paused (<0 indicates coding error) */
} dict;


// 处处不同的数据结构，使用不同的hash算法，不同的键值比较算法，不同的析构函数
typedef struct dictType {
      // hash函数
    uint64_t (*hashFunction)(const void *key);
    void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
    void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
      // 比较函数
    int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
  // 键值析构函数
    void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
    void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
    int (*expandAllowed)(size_t moreMem, double usedRatio);
} dictType;
哈希冲突

redis哈希冲突是使用链地址法进行解决的，将新节点添加在链表的表头

扩容

redis的字典源码中的dictht是一个容量为2的数组，其作用就是用于进行扩容的

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// 哈希表
     // ht[0]:用来存放真实的数据
     // ht[1]:用于扩容
   dictht ht[2];

最初始的数据是存放在ht[0]中的，当要进行扩展或收缩时，ht[1]会根据ht[0]的容量来计算容量，ht[1]扩展的大小是比当前ht[0].used值的两倍大的第一个2的整数幂；收缩的大小是ht[0].used的第一个大于等于的2的整数幂。将ht[0]的所有键值重新散列到ht[1]中，重新计算所有的数组下标，当数据迁移完后ht[0]就会释放，将ht[1]改为ht[0]，为下一次扩展或收缩做准备

由于有时候redis中的数据比较多，不能瞬间完成扩容操作，会将rehash操作进行分步进行，其字段rehashidx就用于标识rehash过程，如果是-1表示当前没有进行rehash操作，当进行rehash操作时会将该值改为0，在进行更新、删除、查询操作时会在ht[0]和ht[1]中都进行，先更新ht[0]，再更新ht[1]，而进行新增操作就直接新增到ht[1]中，保证ht[0]只减不增，直到rehash完成

操作命令

设置值

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#Redis4.0之后可以设置多个值，与hmset功能相同
#hset key field value [field value ...]
# 不区分插入和更新，插入时返回1，更新时返回0
hset user id 123

#设置多个字段
#hmset key field value [field value ...]
hmset user name zhangsan age 18

#不存在则设置值
#hsetnx key field value
hsetnx user id 12

获取值

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#hget key field
hget user id
#获取多个字段的值
#hmget key field [field ...]
hmget user id name sex age

#可以获取该key所对应的map
#hgetall key
hgetall user

#获取key对应的map有几个字段
#hlen key
hlen user

#判断该key的某个字段是否存在
#hexists key field
hexists user id

#获取该key下所有的字段
#hkeys key
hkeys user

#获取该key下所有的字段值
#hvals key 
hvals user

删除字段值

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#支持删除多个字段
#hdel key field [field ...]
hdel user age

数值操作

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# 加2
# hincrby key field increment
hincrby user id 2

# 减2
# hdecrby key field increment
hdecrby user id 2

Zset类型

zset是sorted set，即有序的集合，在set的基础上加了一个score，类似于TreeSet，使用score来进行排序，也可以根据score的范围来获取元素的列表

原本set值为k1 v1 k2 v2，而zset是k1 score1 v1 k2 score2 v2

底层使用的是dict哈希表和skiplist跳表，dict用来关联value和score，保证value的唯一性，同时通过value可以获取到score。skiplist的作用在于给value排序以及根据score的范围来获取元素列表

编码格式

编码 对象
OBJ_ENCODING_ZIPLIST 使用ziplist
OBJ_ENCODING_SKIPLIST 使用的skiplist

zset有两种编码格式

  • ziplist 满足条件使用ziplist，否则使用skiplist
  • skiplist 
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#根据该配置项来进行编码转换的
zset-max-ziplist-entries 128
zset-max-ziplist-value 64

源码结构

跳表skiplist相比一般的链表，有更高的查找效率，效率可以比拟二叉查找树

跳表搜索

在存储时会预先间隔地保存有序链表的节点，从而在查找时能达到类似于二分搜索的效果，可以节省查找时间，但是浪费了空间，数据只存储了一次，只是指针多次存储了

  • 由多层结构组成
  • 每一层都是一个有序链表
  • 最底层的链表包含了所有元素
  • 如果一个元素出现在leveli的链表中，则它在leveli之下的链表也都会出现
  • 每个节点包含两个指针，一个指向同链表中的下一个元素，一个指向下面一层的元素
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typedef struct zset {
      // 哈希表
    dict *dict;
  // 跳表
    zskiplist *zsl;
} zset;

typedef struct zskiplistNode {
  // 节点数据
    sds ele;
  // 分数
    double score;
  // 后继指针
    struct zskiplistNode *backward;
  // 前驱指针
    struct zskiplistLevel {
        struct zskiplistNode *forward;
      // 调到下一个数据项需要走几步，计算rank时有用
        unsigned long span;
    } level[];
} zskiplistNode;

typedef struct zskiplist {
  // 跳表头尾指针
    struct zskiplistNode *header, *tail;
  // 跳表长度
    unsigned long length;
  // 跳表高度
    int level;
} zskiplist;

操作命令

设置值

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# 向zset中添加元素，并且会根据score进行排序，如果元素存在，会更新score
#zadd key score member [score member ...]
zadd zset1 1 q 2 w

取值

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#WITHSCORES表示查询结果是否带着score，score从小到大
#zrange key start stop [WITHSCORES]
zrange zset1 0 -1

#WITHSCORES表示查询结果是否带着score，score从大到小
#zrevrange key start stop [WITHSCORES]
zrevrange zset1 0 -1

#根据score范围查询
#zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
zrangebyscore zset2 80 100

#根据score的范围来计数
#zcount key min max
 zcount zset2 0 10
 
 #根据值来获取下标(根据score从小到大来排的序)
 #zrank key member
 zrank zset2 d
 
 #根据值来获取下标(根据score从大到小来排的序)
 #zrevrank key member
 zrevrank zset2 d
 
 #获取元素的score
 #zscore key member
 zscore zset2 c

查看集合元素个数

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2
#该key的元素个数
zcard zset2

删除

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#zrem key member
zrem zset2 s

# 根据下标区间来删除(根据score从小到大来排的序)
#zremrangebyrank key start stop
zremrangebyrank zset1 5 8

# 根据score区间来删除
# zremrangebyscore key min max
zremrangebyscore zset1 7 10

数值操作

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# 如果key中存在该元素，则该元素的score增加increment，否则新增该元素
# zincrby key increment member
zincrby zset1 2 b

Bitmap类型

位图不是一个真实的数据类型，是定义在字符串类型之上的面向位操作的集合，每个单元只能存储0和1。位图的最大优势在于节省空间

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127.0.0.1:6379> type bittest
string

设置值

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#setbit key offset value
# value只能是0或者1
setbit bittest 10 1

取值

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#getbit key offset
# 如果offset超出范围的话返回0
getbit bittest 10

#bitcount key [start] [end]
#获取指定范围为1的个数
bitcount bittest 0 1000

bitmap适用于大量数据，少量数据的话会导致大部分位都是0，占用的内存数比集合还多

HyperLogLog类型

HyperLogLog是一种基于字符串类型的基数算法。通过HyperLogLog可以利用极小的内存空间完成独立总数的统计

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127.0.0.1:6379> type hpl
string
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# 添加
# pfadd key element [element ...]
pfadd hpl 123

# 统计
# pfcount key [key ...]
pfcount hpl

#合并
# pfmerge destkey sourcekey [sourcekey ...]
pfmerge destkey sourcekey1 sourcekey2

HyperLogLog非常的节省空间，但是HyperLogLog统计的数据是不准确的

GEO类型

地理信息定位功能，支持存储地理位置信息。其底层是zset，通过zset的score排序就可以得到坐标附近的其他元素

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127.0.0.1:6379> type key
zset
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# 增加地理位置信息
# longitude经度
# latitude纬度
# member成员
# geoadd key longitude latitude member [longitude latitude member ...]
geoadd key 116.28 39.55 bj

# 获取地理位置信息 返回经纬度
#geopos key member [member ...]
geopos key bj

# 获取两个地理位置的距离 unit为单位 包含 m 米、km 千米、mi 英里、ft 尺
# geodist key member1 member2 [unit]
geodist key bj sjz km

# 获取指定位置范围内的地理信息集合
# georadius key longitude latitude radius m|km|ft|mi [withcoord] [withdist] [withhash] [COUNT count] [asc|desc] [store key] [storedist key]
# longitude latitude也可以使用成员来替换,此时使用georadiusbymember key member
# radius m|km|ft|mi 表示半径+单位
# withcoord 返回结果中包含经纬度
# withdist 返回结果中包含里节点位置的距离
# withhash 返回结果中包含geohash
# COUNT count 指定返回的数量
# asc|desc 按照距离做升序或者降序
# store key 将返回结果的地理位置信息保存到指定键
# storedist key 将返回结果距离节点距离保存到指定键
georadiusbymember key bj 250 km

# 删除地理位置信息
# zrem key member

各个类型的场景

  • String:

    • 缓存 set key value
    • 分布式锁 setnx key value
    • 限流/计数器 INCR count DECR count 文章阅读量、点赞量等
    • 分布式全局id 使用INCR来生成id INCR id
    • pv/uv统计 可以使用incr来统计文章的访问量，key设置为post:文章ID:view
    • 分布式session

  • List:

    • 消息队列 LPUSH list item + brpop list来实现阻塞队列
    • 评论
    • 热点列表 如微博话题 LRANGE list 0 10

    lpush+lpop = 栈

    lpush+rpop = 队列

    lpush+ltrim = 有限集合

    lpush+brpop = 消息队列

  • Set: 点赞、标签

    • 标签 文章标签很多，每个人喜好也很多，推送的时候使用交集 SINTER set1 set2 set3，还有商品选择的标签筛选也可以使用并集

    • 抽奖 spop 随机抽取

    • 点赞

      点赞 sadd like:文章id 用户id

      取消点赞 srem like:文章id 用户id

      是否点赞 sisrember like:文章id 用户id

      点赞用户 smembers like:文章id

      点赞数 scard like:文章id

  • 关注 关注是一个相互的，我关注了你，我就是你的粉丝

    关注 sadd user1:follow user2 sadd user2:fans user1

    我关注的人也关注了他 使用交集 sinter user1:follow user2:fans

    可能认识的人 使用差集 sdiff user2:follow user1:follow

  • Hash:

    • 存储对象
    • 购物车 key为用户id，field：商品id，value商品数量

    hash和string都可以存储对象，频繁读操作时使用string，频繁写操作使用hash

    hash的存储消耗要高于单个字符串

  • Zset: 排行榜

    • ZADD 添加元素
    • ZRANGE 按分数从低到高排列，返回区间内的元素
    • ZREVRANGE 按分数从高到低排列，返回区间内的元素
    • ZRANK 返回某个元素的排名

  • Bitmap

    • 可以用来做布隆过滤器
    • 可以用来统计每天的用户数 setbit

  • HyperLogLog

    • 可以用来计算独立总数，但是不可以获取用户id(而且数据存在一定的误差)

  • GEO

    • 可以用来做附近位置等依赖于地理位置的功能
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