Redis底层数据结构

标签：有序   介绍   程序   比较   成员   tab   命令   iso   引入   

String

如果一个字符串对象保存的是整数值，并且这个整数值可以用long类型来表示，那么将会把字符串对象的编码设置为int，底层数据结构为一个整数

如果字符串对象保存的是一个字符串值，那么底层将会使用SDS（simple dynamic string）来保存。如果这个字符串值的长度小于等于32字节，那么字符串对象将使用embstr编码的方式来保存这个字符串值，反之使用raw编码保存。

embstr编码是专门用于保存短字符串的一种优化编码方式,这种编码和raw编码一样，都使用redisobject结构和sdshdr结构来表示字符串对象，但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，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空间，空间中依次包含redisobject和sdshdr两个结构。

embstr编码的字符串对象在执行命令时，产生的效果和raw编码的字符串对象执行命令时产生的效果是相同的，但使用 embstr编码的字符串对象来保存短字符串值有以下好处:

1. embstr编码将创建字符串对象所需的内存分配次数从raw编码的两次降低为一次。
2. 释放embstr编码的字符串对象只需要调用一次内存释放函数,而释放raw编码的字符串对象需要调用两次内存释放函数。
3. 因为embstr编码的字符串对象的所有数据都保存在一块连续的内存里面,所以这种编码的字符串对象比起raw编码的字符串对象能够更好地利用缓存带来的优势。

总结：

List

Redis中的List在版本3.2之前，列表底层的编码是ziplist（压缩列表）和linkedlist（双端列表）实现的，但是在版本3.2之后，重新引入了一个quicklist的数据结构，列表的底层都由quicklist实现。在早期的设计中，当列表对象中元素的长度比较小或者数量比较少的时候，采用ziplist（压缩列表）来存储，当列表对象中元素的长度比较大或者数量比较多的时候，则会转而使用双端列表linkedlist来存储。

ziplist（压缩列表）和linkedlist（双端列表）优缺点：

• 双向链表linkedlist便于在表的两端进行push和pop操作，在插入节点上复杂度很低，但是它的内存开销比较大。首先，它在每个节点上除了要保存数据之外，还要额外保存两个指针；其次，双向链表的各个节点是单独的内存块，地址不连续，节点多了容易产生内存碎片。
• ziplist存储在一段连续的内存上，所以存储效率很高。但是，它不利于修改操作，插入和删除操作需要频繁的申请和释放内存。特别是当ziplist长度很长的时候，一次realloc可能会导致大批量的数据拷贝。

quicklist介绍待完善

Hash

哈希对象的编码可以是ziplist（压缩列表）或者hashtable（字典）。
ziplist编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现,每当有新的键值对要加入到哈希对象时,程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾,然后再将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表表尾,因此:

• 保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起,保存键的节点在前,保存值的节点在后;
• 先添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表头方向,而后来添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表尾方向。

hashtable编码的哈希对象使用字典作为底层实现,哈希对象中的每个键值对都使用一个字典键值对来保存:

• 字典的每个键都是一个字符串对象,对象中保存了键值对的键;
• 字典的每个值都是一个字符串对象,对象中保存了键值对的值。

当哈希对象可以同时满足以下两个条件时,哈希对象使用 ziplist编码:

• 哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节;
• 哈希对象保存的键值对数量小于512个;

不能满足这两个条件的哈希对象需要使用hashtable编码。

Set

集合对象的编码可以是intset（整数集合）或者hashtable（字典）。
intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现,集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合里面。

hashtable编码的集合对象使用字典作为底层实现,字典的每个键都是符串对象,每个字符串对象包含了一个集合元素,而字典的值则全部被设置为NULL。

当集合对象可以同时满足以下两个条件时,对象使用intset编码:

• 集合对象保存的所有元素都是整数值;
• 集合对象保存的元素数量不超过512个。

不能满足这两个条件的集合对象需要使用hashtable编码。

ZSet

有序集合的编码可以是ziplist（压缩列表）或者skiplist（跳表）。
ziplist编码使用压缩列表作为底现,每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存,第一个节点保存元素的成员( member),而第二个元素则保存元素的分值( score)。
压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序,分值较小的元素被放置在靠近表头的方向,而分值较大的元素则被放置在靠近表尾的方向。

当有序集合对象可以同时满足以下两个条件时,对象使用ziplist编码:

• 有序集合保存的元素数量小于128个;
• 有序集合保存的所有元素成员的长度都小于64字节;

不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码。

摘抄自《Redis设计与实现》

Redis底层数据结构

标签：有序   介绍   程序   比较   成员   tab   命令   iso   引入   

原文地址：https://www.cnblogs.com/panxianhao/p/14856594.html