redis的数据结构有哪些

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redis的数据结构有以下5种:1.String字符串类型;2.hash哈希;3.链表;4.set集合;5.zset有序集合。String字符串是一种动态字符串,是Redis中最基础的数据存储类型,它在Redis中是二进制安全的,这便意味着该类型可以接受任何格式的数据,使用者可以进行修改。

1、String字符串类型

Redis中的string字符串是一种 动态字符串,这意味着使用者可以修改,它的底层实现有点类似于 Java 中的 ArrayList,有一个字符数组,从源码的 sds.h/sdshdr 文件 中可以看到 Redis 底层对于字符串的定义 SDS,即 Simple Dynamic String 结构。

你会发现同样一组结构 Redis 使用泛型定义了好多次,为什么不直接使用 int 类型呢?

因为当字符串比较短的时候,len 和 alloc 可以使用 byte 和 short 来表示,Redis 为了对内存做极致的优化,不同长度的字符串使用不同的结构体来表示。

2hash哈希

Redis 中的字典相当于 Java 中的 HashMap,内部实现也差不多类似,都是通过 “数组 + 链表” 的链地址法来解决部分 哈希冲突,同时这样的结构也吸收了两种不同数据结构的优点。源码定义如 dict.h/dictht 定义。

table 属性是一个数组,数组中的每个元素都是一个指向 dict.h/dictEntry 结构的指针,而每个 dictEntry 结构保存着一个键值对。

渐进式 rehash:

大字典的扩容是比较耗时间的,需要重新申请新的数组,然后将旧字典所有链表中的元素重新挂接到新的数组下面,这是一个 O(n) 级别的操作,作为单线程的 Redis 很难承受这样耗时的过程,所以 Redis 使用 渐进式 rehash 小步搬迁。

3、链表

Redis 的列表相当于 Java 语言中的 LinkedList,注意它是链表而不是数组。这意味着 list 的插入和删除操作非常快,时间复杂度为 O(1),但是索引定位很慢,时间复杂度为 O(n)。

链表的基本操作:

LPUSH 和 RPUSH 分别可以向 list 的左边(头部)和右边(尾部)添加一个新元素;

LRANGE 命令可以从 list 中取出一定范围的元素;

LINDEX 命令可以从 list 中取出指定下表的元素,相当于 Java 链表操作中的 get(int index) 操作;

4、set集合

Redis 的集合相当于 Java 语言中的 HashSet,它内部的键值对是无序、唯一的。它的内部实现相当于一个特殊的字典,字典中所有的 value 都是一个值 NULL。

5、zset有序集合

这可能使 Redis 最具特色的一个数据结构了,它类似于 Java 中 SortedSet 和 HashMap 的结合体,一方面它是一个 set,保证了内部 value 的唯一性,另一方面它可以为每个 value 赋予一个 score 值,用来代表排序的权重。

想象你是一家创业公司的老板,刚开始只有几个人,大家都平起平坐。后来随着公司的发展,人数越来越多,团队沟通成本逐渐增加,渐渐地引入了组长制,对团队进行划分,于是有一些人又是员工又有组长的身份。

再后来,公司规模进一步扩大,公司需要再进入一个层级:部门。于是每个部门又会从组长中推举一位选出部长。

跳跃表就类似于这样的机制,最下面一层所有的元素都会串起来,都是员工,然后每隔几个元素就会挑选出一个代表,再把这几个代表使用另外一级指针串起来。然后再在这些代表里面挑出二级代表,再串起来。最终形成了一个金字塔的结构。

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