redis中的数据结构
介绍
redis中共有8种数据结构，其中常用的有5种。这些数据结构基本采用了底层的8种数据结构实现。
常用的5种数据结构
- String（字符串）
- Hash（哈希）
- List（链表）
- Set（集合）
- ZSet（有序集合）
不常用的3种数据结构
- geospatial（地理位置）
- hyperloglog
- Bitmap（位图）
底层使用的数据结构
- SDS：简单动态字符串，支持动态扩容的字节数组
- list：链表
- dict：使用双哈希表实现的, 支持平滑扩容的字典
- skiplist：附加了后向指针的跳跃表
- intset：用于存储整数数值集合的自有结构
- ziplist：压缩列表，一种实现上类似于TLV，但比TLV复杂的, 用于存储任意数据的有序序列的数据结构
- quicklist：一种以ziplist作为结点的双链表结构, 实现的非常不错
- zipmap：一种用于在小规模场合使用的轻量级字典结构
数据结构
String
String是redis中最基础的数据类型，普通的kay/value都可以归为此类，value也可以是数字。
redis的String是二进制安全的，可以包含任何数据，如字符串，图片，序列化数据。
使用get、set、del、incr、decr等命令。
String底层采用SDS实现。
特性
- redis为字符串分配空间的次数，是小于等于字符串的长度N，而原C语言中的分配原则必为N。降低了分配次数提高了追加速度，代价就是多占用一些内存空间，且这些空间不会自动释放。
- 二进制安全的。
- 高效的计算字符串长度。
- 高效的追加字符串操作。
场景
- 缓存：经典使用场景，把常用信息，字符串，图片或者视频等信息放到redis中，redis作为缓存层，mysql做持久化层，降低mysql的读写压力。
- 计数器：redis是单线程模型，一个命令执行完才会执行下一个，同时数据可以一步落地到其他的数据源。
- session：常见方案spring session + redis实现session共享。
List
Lists就是链表，在redis中的List是一个双端链表，是有序的，value可以重复，可以通过下标取出对应的value值，左右两边都能进行插入和删除数据。
在3.2版本之前，redis中采用ziplist和linkedlist实现，在3.2版本之后采用quicklist实现。
3.2版本之前，列表对象满足如下条件时采用ziplist，否则采用linkedlist。
- 列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节
- 列表对象保存的元素数量小于512个
使用特点
- lpush+lpop=Stack(栈)
- lpush+rpop=Queue（队列）
- lpush+ltrim=Capped Collection（有限集合）
- lpush+brpop=Message Queue（消息队列）
场景
- timeline：时间轴，按时间的顺序。
- 消息队列。
Hash
redis的散列可以存储多个键值对之间的映射，散列存储的值既可以是字符串也可以是数字值，并且用户同样可以对散列存储的数字值执行自增操作或者自减操作。散列可以看作是一个文档或关系数据库里的一行。
使用所有hash的命令都是h开头的hget、hset、hdel等。
底层有两种数据结构实现：
- 一种是ziplist，当存储的数据超过配置的阀值时就是转用hashtable的结构。使用ziplist的条件是：
- 当键的个数小于hash-max-ziplist-entries（默认512）
- 当所有值都小于hash-max-ziplist-value（默认64）
- 另一种就是hashtable。这种结构的时间复杂度为O(1)，但是会消耗比较多的内存空间。
场景
- 缓存： 能直观，相比string更节省空间，的维护缓存信息，如用户信息，视频信息等。
Set
集合类型也是用来保存多个字符串的元素。
与列表的不同之处：
- 不允许有重复的元素
- 集合中的元素是无序的，不能通过索引下标获取元素
- 支持集合间的操作，可以取多个集合取交集、并集、差集
集合采用HashTable来实现元素不可重复。在hashtable中将set的值作为hashtable的键，而值则为空。
使用命令都是以s开头的sset、srem、scard、smembers、sismember。
场景
- 标签：给用户添加标签，或者用户给消息添加标签，这样有同一标签或者类似标签的可以给推荐关注的事或者关注的人。
- 点赞，或点踩，收藏等，可以放到set中实现。
ZSet
有序集合和散列一样，都用于存储键值对：有序集合的键被称为成员（member),每个成员都是各不相同的。有序集合的值则被称为分值（score），分值必须为浮点数，有序集合中根据分数进行排序。
有序集合是redis里面唯一一个既可以根据成员访问元素(这一点和散列一样)，又可以根据分值以及分值的排列顺序访问元素的结构。
使用有序集合的命令都是以z开头zadd、zrange、zscore。
底层有两种数据结构实现：
- 第一种是压缩列表，ziplist
- 第二种是skiplist和dict的结合
场景
- 排行榜：有序集合经典使用场景。例如小说视频等网站需要对用户上传的小说视频做排行榜，榜单可以按照用户关注数，更新时间，字数等打分，做排行。