Redis源码分析03——高级数据结构下

高级数据结构

)哈希(hash)

• 数据结构

Redis的hash对象，采用了两种方式来实现的。前面分析过连续内存和非连续内存各自的优缺点，在这里hash表也折中了这两种情况。

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void hashTypeConvert(robj *o, int enc) {    if (o->encoding == OBJ_ENCODING_ZIPLIST) {        hashTypeConvertZiplist(o, enc);    } else if (o->encoding == OBJ_ENCODING_HT) {        serverPanic("Not implemented");    } else {        serverPanic("Unknown hash encoding");    }}

• 注意点

  • 由ziplist转dict的操作是不可逆的。
  • 尽可能的使用ziplist来作为hash底层实现。长度尽量控制在1000以内，否则由于存取操作时间复杂度在O(n)到O(n^2)之间，长列表会导致CPU消耗严重。使用1KB以上的对象，hash-ziplist结构控制键数量反而得不偿失。
  • 两个参数【hash-max-ziplist-entries和hash-max-ziplist-value】可在配置文件中进行修改
  • ziplist作为底层对象时，其查找的时间复杂度为O(n)

• 使用场景

  • 存储对象(定长或者不定长属性)

    • 原生字符串

      123	set user:1:name tomset user:1:age 23set user:1:city beijing

      • 优点：简单直观，每个属性都支持单独更新
      • 缺点：占用过多的键，内存占用量大，同时用户信息内聚性差，生产环境比较少用

    • 序列化字符串

      1	set user:1 serialize(userInfo)

      • 优点：简化编程，如果合理利用序列化，可以提高内存的使用率
      • 缺点：序列化和反序列化有一定的开销，同时每次更新属性都需要把全部数据都提取出来进行反序列化，更新后在重新序列化

    • 哈希类型

      1	hmset user:1 name tom age 23 city beijing

      • 优点：简化编程，如果合理利用序列化，可以提高内存的使用率。每个用户属性使用一对field-value，但只用一个键保存。
      • 缺点：要控制哈希在ziplist和hashtable两种内部编码的转换，hashtable会消耗更多内存。

)集合(set)

• 数据结构

Redis的set对象，也是采用了两种方式来实现的。

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robj *setTypeCreate(sds value) {    if (isSdsRepresentableAsLongLong(value,NULL) == C_OK)        return createIntsetObject();    return createSetObject();}//是否能转成llint isSdsRepresentableAsLongLong(sds s, long long *llval) {    return string2ll(s,sdslen(s),llval) ? C_OK : C_ERR;}

• 注意点

  • 由intset转dict的操作是不可逆的。
  • set是不允许重复的。
  • 支持交并补
  • 参数【set-max-intset-entries】可在配置文件中进行修改
  • dict作为底层对象时，value值为null
  • intset作为底层对象时，其查找的时间复杂度为O(logN)

• 使用场景

  • 标签：主要是用于社交里面感兴趣的内容(注意尽量保证一个事务下完成)

    • 用户添加标签

      1234	sadd user:1:tags tag1 tag2 tag5sadd user:2:tags tag2 tag3 tag5...sadd user:k:tags tag1 tag2 tag4

    • 给标签标记用户

      12345

      sadd tag1:users user:1 user:3sadd tag2:users user:1 user:2 user:3...sadd tagk:users user:1 user:2...

    • 计算用户共同感兴趣的标签

      1	sinter user:1:tags user:2:tags

  • 抽奖中随机数

    1	spop/srandmember

)有序集合(zset)

• 数据结构

  1234	typedef struct zset { dict *dict;//字段 zskiplist *zsl;//线段跳表} zset;

• 注意点

  • 在skiplist的基础上，还需要创建dict的原因是当需要获取某个元素的score时，skplist的时间复杂度为O(n)，而dict时间复杂度为O(1).（见zsetAdd）
  • skiplist和dict共享元素和分值（指针复制）。
  • 由ziplist转skiplist的操作是不可逆的。
  • 两个参数【zset-max-ziplist-entries和zset-max-ziplist-value 】可在配置文件中进行修改。
  • zset也不允许重复。

• 使用场景

  • 优先队列

  • 排行榜系统：主要是视频网站需要对用户上传的视频做排行榜，榜单的维度可能是多个方面的：按照时间、按照播放数量、按照获得的赞数。

    • 添加用户赞数

      1	zadd user:ranking:2016_03_15 3 mike

    • 有人点赞

      1	zincrby user:ranking:2016_03_15 1 mike

    • 取消点赞

      1	zrem user:ranking:2016_03_15 mike

    • 展示获取赞数最多的十个用户

      1	zrevrange user:ranking:2016_03_15 0 9

    • 展示用户信息以及用户分数和排名

      123	hgetall user:info:tomzscore user:ranking:2016_03_15 mikezrank user:ranking:2016_03_15 mike

小小总结