数据结构与算法简记--redis常用数据类型对应的数据结构

Redis常用数据类型对应的数据结构

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Redis数据库

• Redis 是一种键值（Key-Value）数据库。相对于关系型数据库（比如 MySQL），也被叫作非关系型数据库。
• 常用的数据类型：
  • 字符串、列表、字典、集合、有序集合。

列表（list）

• 支持存储一组数据。两种实现方法：
  • 压缩列表（ziplist）
  • 双向循环链表
• 压缩列表
  • 数据量比较小的时候采用压缩列表的方式实现：
    • 列表中保存的单个数据（有可能是字符串类型的）小于 64 字节；
    • 列表中数据个数少于 512 个。
  • 非基础数据结构，类似数组，通过一片连续的内存空间，来存储数据，与数组不同的是，它允许存储的数据大小不同：
  • 

• 双向循环链表

  • 数据量比较大的时候使用(不满足压缩列表的两个条件时)
  • redis的实现方式
    • 额外定义一个 list 结构体，来组织链表的首、尾指针，还有长度等信息

    • // 以下是C语言代码，因为Redis是用C语言实现的。
      typedef struct listnode {
        struct listNode *prev;
        struct listNode *next;
        void *value;
      } listNode;
      
      
      typedef struct list {
        listNode *head;
        listNode *tail;
        unsigned long len;
        // ....省略其他定义
      } list;

字典（hash）

• 用来存储一组数据对。每个数据对又包含键值两部分。
• 两种实现方式：
  • 刚刚讲到的压缩列表
  • 散列表
• 散列表：
  • 散列函数：MurmurHash2这种运行速度快、随机性好的哈希算法作为哈希函数。
  • 哈希冲突： 使用链表法来解决。
  • 动态扩容、缩容：
    • 当装载因子大于 1 的时候，Redis 会触发扩容，将散列表扩大为原来大小的 2 倍左右。
    • 当装载因子小于 0.1 的时候，Redis 就会触发缩容，缩小为字典中数据个数的大约 2 倍大小。
    • 大量的数据搬移耗时问题：Redis 使用渐进式扩容缩容策略，将数据的搬移分批进行，避免了大量数据一次性搬移导致的服务停顿：

 

• • • 当装载因子触达阈值之后，只申请新空间，但并不将老的数据搬移到新散列表中。
    当有新数据要插入时，将新数据插入新散列表中，并且从老的散列表中拿出一个数据放入到新散列表。
  • 每次插入一个数据到散列表，都重复上面的过程。经过多次插入操作之后，老的散列表中的数据就一点一点全部搬移到新散列表中了。
  • 这样没有了集中的一次性数据搬移，插入操作就都变得很快了。