A entrevista deve ser! Tipos de dados e estruturas de dados do Redis

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Um, tipo de dados Redis

Existem nove tipos de dados na nova versão do Redis (versão> 5.0), incluindo tipos de dados básicos comumente usados, incluindo String (string), List (lista), Hash (hash), Set (coleção) e Sorted Set (com Conjunto ordinal) e quatro tipos de dados avançados: bitmaps (conjunto de bits), HyperLogLogs (algoritmo de estatísticas de cardinalidade), índices geoespaciais (índice geoespacial), fluxos (informações de fluxo).
Este artigo enfoca os cinco tipos básicos de dados que normalmente usamos:

1.1 String

String é o tipo mais básico de redis, e uma chave corresponde a um valor. O tipo de string é binário seguro. A string pode conter qualquer dado e armazenar até 512 MB.
Comandos comuns

SET key value
设置指定 key 的值
GET key
获取指定 key 的值。
GETRANGE key start end
返回 key 中字符串值的子字符
GETSET key value
将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。
GETBIT key offset
对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。
MGET key1 [key2..]
获取所有(一个或多个)给定 key 的值。
SETBIT key offset value
对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。
SETEX key seconds value
将值 value 关联到 key ，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。
SETNX key value
只有在 key 不存在时设置 key 的值。
SETRANGE key offset value
用 value 参数覆写给定 key 所储存的字符串值，从偏移量 offset 开始。
STRLEN key
返回 key 所储存的字符串值的长度。
MSET key value [key value ...]
同时设置一个或多个 key-value 对。
MSETNX key value [key value ...]
同时设置一个或多个 key-value 对，当且仅当所有给定 key 都不存在。
PSETEX key milliseconds value
这个命令和 SETEX 命令相似，但它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不是像 SETEX 命令那样，以秒为单位。
INCR key
将 key 中储存的数字值增一。
INCRBY key increment
将 key 所储存的值加上给定的增量值（increment） 。
INCRBYFLOAT key increment
将 key 所储存的值加上给定的浮点增量值（increment） 。
DECR key
将 key 中储存的数字值减一。
DECRBY key decrement
key 所储存的值减去给定的减量值（decrement） 。
APPEND key value
如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将指定的 value 追加到该 key 原来值（value）的末尾。

1.2 Lista

Lista é uma lista simples de strings, classificada na ordem de inserção. Você pode adicionar um elemento ao início (esquerda) ou final (direita) da lista. List é freqüentemente usado como um serviço de fila de mensagens para completar a troca de mensagens entre vários programas. O tipo de lista pode armazenar até 232-1 elementos (4294967295, cada lista pode armazenar mais de 4 bilhões).

BLPOP key1 [key2 ] timeout
移出并获取列表的第一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
BRPOP key1 [key2 ] timeout
移出并获取列表的最后一个元素， 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
BRPOPLPUSH source destination timeout
从列表中弹出一个值，将弹出的元素插入到另外一个列表中并返回它； 如果列表没有元素会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
LINDEX key index
通过索引获取列表中的元素
LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value
在列表的元素前或者后插入元素
LLEN key
获取列表长度
LPOP key
移出并获取列表的第一个元素
LPUSH key value1 [value2]
将一个或多个值插入到列表头部
LPUSHX key value
将一个值插入到已存在的列表头部
LRANGE key start stop
获取列表指定范围内的元素
LREM key count value
移除列表元素
LSET key index value
通过索引设置列表元素的值
LTRIM key start stop
对一个列表进行修剪(trim)，就是说，让列表只保留指定区间内的元素，不在指定区间之内的元素都将被删除。
RPOP key
移除列表的最后一个元素，返回值为移除的元素。
RPOPLPUSH source destination
移除列表的最后一个元素，并将该元素添加到另一个列表并返回
RPUSH key value1 [value2]
在列表中添加一个或多个值
RPUSHX key value
为已存在的列表添加值

1.3 Hash (hash)

O hash Redis é uma coleção de pares de valor-chave (chave => valor); é uma tabela de mapeamento de campo e valor do tipo string. Cada hash pode armazenar 232-1 pares de valor-chave (mais de 4 bilhões).

HDEL key field1 [field2]
删除一个或多个哈希表字段
HEXISTS key field
查看哈希表 key 中，指定的字段是否存在。
HGET key field
获取存储在哈希表中指定字段的值。
HGETALL key
获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值
HINCRBY key field increment
为哈希表 key 中的指定字段的整数值加上增量 increment 。
HINCRBYFLOAT key field increment
为哈希表 key 中的指定字段的浮点数值加上增量 increment 。
HKEYS key
获取所有哈希表中的字段
HLEN key
获取哈希表中字段的数量
HMGET key field1 [field2]
获取所有给定字段的值
HMSET key field1 value1 [field2 value2 ]
同时将多个 field-value (域-值)对设置到哈希表 key 中。
HSET key field value
将哈希表 key 中的字段 field 的值设为 value 。
HSETNX key field value
只有在字段 field 不存在时，设置哈希表字段的值。
HVALS key
获取哈希表中所有值。
HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]
迭代哈希表中的键值对。

1.4 Set

Set é uma coleção não ordenada de tipo de string. Como List, a eficiência é muito alta ao realizar a inserção e exclusão e determinar se um elemento existe. A maior vantagem dos conjuntos é que eles podem realizar operações de interseção, união e subtração. O número máximo de membros em um conjunto é 232-1 (4294967295, cada conjunto pode armazenar mais de 4 bilhões de membros).

SADD key member1 [member2]
向集合添加一个或多个成员
SCARD key
获取集合的成员数
SDIFF key1 [key2]
返回第一个集合与其他集合之间的差异。
SDIFFSTORE destination key1 [key2]
返回给定所有集合的差集并存储在 destination 中
SINTER key1 [key2]
返回给定所有集合的交集
SINTERSTORE destination key1 [key2]
返回给定所有集合的交集并存储在 destination 中
SISMEMBER key member
判断 member 元素是否是集合 key 的成员
SMEMBERS key
返回集合中的所有成员
SMOVE source destination member
将 member 元素从 source 集合移动到 destination 集合
SPOP key
移除并返回集合中的一个随机元素
SRANDMEMBER key [count]
返回集合中一个或多个随机数
SREM key member1 [member2]
移除集合中一个或多个成员
SUNION key1 [key2]
返回所有给定集合的并集
SUNIONSTORE destination key1 [key2]
所有给定集合的并集存储在 destination 集合中
SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]
迭代集合中的元素

1.5 Zset (conjunto ordenado)

Zset, assim como set, também é uma coleção de elementos do tipo string e membros duplicados não são permitidos. Zset é inserido ordenado, ou seja, classificado automaticamente.
Cada elemento de Zset está associado a uma pontuação de tipo duplo. O Redis usa pontuações para classificar os membros da coleção de pequenos a grandes. Os membros de zset são únicos, mas a pontuação (pontuação) pode ser repetida.

ZADD key score1 member1 [score2 member2]
向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
ZCARD key
获取有序集合的成员数
ZCOUNT key min max
计算在有序集合中指定区间分数的成员数
ZINCRBY key increment member
有序集合中对指定成员的分数加上增量 increment
ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...]
计算给定的一个或多个有序集的交集并将结果集存储在新的有序集合 key 中
ZLEXCOUNT key min max
在有序集合中计算指定字典区间内成员数量
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
通过索引区间返回有序集合指定区间内的成员
ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]
通过字典区间返回有序集合的成员
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT]
通过分数返回有序集合指定区间内的成员
ZRANK key member
返回有序集合中指定成员的索引
ZREM key member [member ...]
移除有序集合中的一个或多个成员
ZREMRANGEBYLEX key min max
移除有序集合中给定的字典区间的所有成员
ZREMRANGEBYRANK key start stop
移除有序集合中给定的排名区间的所有成员
ZREMRANGEBYSCORE key min max
移除有序集合中给定的分数区间的所有成员
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]
返回有序集中指定区间内的成员，通过索引，分数从高到低
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES]
返回有序集中指定分数区间内的成员，分数从高到低排序
ZREVRANK key member
返回有序集合中指定成员的排名，有序集成员按分数值递减(从大到小)排序
ZSCORE key member
返回有序集中，成员的分数值
ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...]
计算给定的一个或多个有序集的并集，并存储在新的 key 中
ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]
迭代有序集合中的元素（包括元素成员和元素分值）

Dois, estrutura de dados Redis

2.1 String dinâmica simples

O Redis não usa a string da linguagem C, mas constrói seu próprio tipo abstrato de string dinâmica simples (SDS) para representar a string. O SDS tem as seguintes vantagens sobre as strings C:

Como o SDS registra len, todos os strlen obtêm o comprimento da string O (1) e atravessa O (n) em C.
O SDS evita o estouro do buffer
. Strings em C que não registram o comprimento podem facilmente causar o estouro do buffer. Quando a API do SDS modifica o SDS, a API primeiro verifica se o espaço é suficiente, e se o espaço não é suficiente para expandir automaticamente antes de modificar (evitar automaticamente o estouro do buffer)
Reduza o número de redistribuições de memória causadas pela modificação de strings. O
SDS afeta a relação entre o comprimento da string e o comprimento da matriz subjacente por meio do espaço não utilizado. Com o atributo free, o comprimento da matriz buf não é necessariamente +1, porque pode conter Bytes não usados. O espaço não utilizado ajuda o SDS a realizar as duas estratégias de otimização a seguir:
- A pré-alocação de espaço (incremento) é
  usada para otimizar as operações de crescimento de string SDS
- Liberação de espaço lento (menos) é
  usada para otimizar as operações de encurtamento de string SDS
O
SDS de segurança binária processa os dados armazenados na matriz buf sem nenhuma alteração, então o atributo buf é chamado de matriz de bytes -> redis não usa a matriz de bytes buf para armazenar caracteres, mas para armazenar dados binários.
1. Salvar dados binários , Os dados armazenados não mudam.
2. Use o atributo len em vez de uma string vazia ou avalie se a string termina

2.2 Lista duplamente vinculada

A lista duplamente vinculada é lida e escrita sequencialmente, acessada elemento por elemento por meio do subscrito da matriz ou do ponteiro da lista vinculada. A complexidade da operação é basicamente O (N), e a eficiência da operação é relativamente baixa; a lista duplamente vinculada registrará o deslocamento entre o início e o final da tabela. Adicionar e excluir elementos no início e fim da lista podem ser posicionados diretamente por deslocamento, de forma que sua complexidade seja apenas O (1), o que pode atingir uma operação rápida.

2.3 Lista compactada

A lista compactada é realmente semelhante a uma matriz, e cada elemento da matriz armazena um dado. Ao contrário da matriz, a lista compactada tem três campos zlbytes, zltail e zllen no cabeçalho, que representam o comprimento da lista, o deslocamento no final da lista e o número de entradas na lista; a lista compactada também tem um zlend no final da lista, o que significa Fim da lista. Na lista compactada, se quisermos encontrar e localizar o primeiro elemento e o último elemento, podemos localizá-lo diretamente pelo comprimento dos três campos do cabeçalho, e a complexidade é O (1). Na busca por outros elementos, não é tão eficiente.Você só pode pesquisar um por um.Neste momento, a complexidade é O (N).

2.4 Tabela de hash

No Redis, os pares de valores-chave são armazenados por meio de tabelas hash. Uma tabela hash é uma matriz, e cada elemento da matriz é chamado de intervalo de hash. Cada intervalo de hash armazena dados do par de valores-chave. Os elementos no depósito de hash não são o valor em si, mas o ponteiro para o valor específico.
A maior vantagem das tabelas de hash é que você pode encontrar rapidamente pares de valores-chave com complexidade de tempo O (1).
Quando a tabela hash armazena uma grande quantidade de dados, a tabela hash terá problemas de conflito e possível bloqueio de operação causado pelo rehash. Redis resolve conflitos de hash por hash de cadeia. Hash encadeado significa que vários elementos no mesmo depósito de hash são armazenados em uma lista vinculada e, por sua vez, são conectados por ponteiros.
O Redis usa o rehash para resolver o problema de lista de hash muito longa. Rehash é aumentar o número de depósitos de hash existentes, de modo que elementos de entrada gradualmente crescentes possam ser distribuídos entre mais depósitos, reduzindo o número de elementos em um único depósito, reduzindo assim os conflitos em um único depósito.
O Redis usa duas tabelas de hash globais por padrão, que são usadas na pesquisa. O processo de rehash é dividido em três etapas:

Atribuir mais espaço à tabela hash 2
Remapeie e copie os dados da tabela hash 1 para a tabela hash 2
Libere espaço na tabela hash 1

2.5 Tabela de salto

Uma lista encadeada ordenada só pode localizar os elementos um por um, o que torna a operação muito lenta, portanto, há uma lista de atalhos. Especificamente, a lista de atalhos adiciona um índice multinível com base na lista encadeada e realiza o posicionamento rápido dos dados por meio de vários saltos da posição do índice. Quando a quantidade de dados é grande, a complexidade de pesquisa da tabela de salto é O (logN).

2.6 Matriz de inteiros

Matrizes inteiras são lidas e gravadas sequencialmente, acessadas elemento a elemento por meio de subscritos de matriz ou ponteiros de lista vinculada. A complexidade da operação é basicamente O (N), e a eficiência da operação é relativamente baixa. Nas estruturas de dados de matrizes inteiras, os elementos individuais são registrados nessas estruturas. Estatísticas, para que as operações relacionadas possam ser concluídas com eficiência.