【六月更文打卡】Redis学习笔记Day01

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五种基础数据结构

redis 的所有数据结构都以唯一的 key 字符串作为名称，通过唯一的 key 获取相对应的 value 数据。不同的数据类型的差异就在于 value 的结构不一样。

  • string（字符串）
  • list（列表）
  • hash（字典）
  • set（集合）
  • zset（有序集合）

string

string 是最简单的数据结构，其内部就是一个字符数组。string 是动态字符串，相当于 ArrayList，当字符串长度小于 1M 时扩容都是加倍现有的空间。当字符串长度大于 1M 时每次扩容只会增加 1M 的空间。字符串长度最大为 512M。

【键值对操作】

127.0.0.1:6379> set name codehole
OK
127.0.0.1:6379> get name
"codehole"
127.0.0.1:6379> exists name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> del name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name
(nil)
127.0.0.1:6379>

【批量键值对操作】

  • mset key value [key value ...]
  • mget key [key ...]
127.0.0.1:6379> set name1 codehole
OK
127.0.0.1:6379> set name2 holycoder
OK
127.0.0.1:6379> mget name1 name2 name3
1) "codehole"
2) "holycoder"
3) (nil)
127.0.0.1:6379> mset name1 boy name2 girl name3 unknown
OK
127.0.0.1:6379> mget name1 name2 name3
1) "boy"
2) "girl"
3) "unknown"
127.0.0.1:6379>

4.4 rehash

随着操作的不断执行，哈希表保存的键值对会增加或减少。为了让哈希表的负载因子维持在合理范围，需要对哈希表的大小进行扩展或收缩，即通过执行rehash（重新散列）来完成：

  1. 为字典的ht[1]哈希表分配空间：

    如果执行的是扩展操作，ht[1]的大小为第一个大于等于ht[0].used * 2 的2^n

    如果执行的是收缩操作，ht[1]的大小为第一个大于等于ht[0].used的2^n

  2. 将保存在ht[0]中的所有键值对rehash到ht[1]上。rehash是重新设计的计算键的哈希值和索引值

  3. 释放ht[0]，将ht[1]设置为ht[0]，并为ht[1]新建一个空白哈希表

哈希表的扩展与收缩

满足一下任一条件，程序会自动对哈希表执行扩展操作：

  1. 服务器目前没有执行BGSAVE或BGREWRITEAOF，且哈希表负载因子大于等于1
  2. 服务器正在执行BGSAVE或BGREWRITEAOF，且负载因子大于5

其中负载因子的计算公式：

# 负载因子 = 哈希表已保存节点数量 / 哈希表大小
load_factor = ht[0].used / ht[0].size

注：执行BGSAVE或BGREWRITEAOF过程中，Redis需要创建当前服务器进程的子进程，而多数操作系统都是用写时复制来优化子进程的效率，所以在子进程存在期间，服务器会提高执行扩展操作所需的负载因子，从而尽可能地避免在子进程存在期间扩展哈希表，避免不避免的内存写入，节约内存。

渐进式rehash

将ht[0]中的键值对rehash到ht[1]中的操作不是一次性完成的，而是分多次渐进式的：

  1. 为ht[1]分配空间
  2. 在字典中维持一个索引计数器变量rehashidx，设置为0，表示rehash工作正式开始
  3. rehash期间，每次对字典的增删改查操作，会顺带将ht[0]在rehashidx索引上的所有键值对rehash到ht[1]，rehash完成之后，rehashidx属性的值+1
  4. 最终ht[0]会全部rehash到ht[1]，这是将rehashidx设置为-1，表示rehash完成

渐进式rehash过程中，字典会有两个哈希表，字典的增删改查会在两个哈希表上进行。

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