什么是 Redis

Redis 是基于內(nèi)存的 K-V 數(shù)據(jù)庫(kù)，常用于緩存、消息隊(duì)列，分布式鎖等場(chǎng)景，并且提供了常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：字符串、哈希、列表、集合、帶排序的集合

Redis 數(shù)據(jù)類型詳解

前置知識(shí)

Redis中的任意數(shù)據(jù)類型的鍵和值都會(huì)被封裝為一個(gè) RedisObject

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                            * LFU data (least significant 8 bits frequency
                            * and most significant 16 bits access time). */
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

type：指具體的對(duì)象類型

encoding：底層編碼方式

lru：記錄最后一次被訪問的時(shí)間

refcount：對(duì)象引用計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)表示沒有被引用，可以回收

ptr：實(shí)際存儲(chǔ)的值

五種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Redis中會(huì)根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型不同，選擇不同的編碼方式。每種數(shù)據(jù)類型的使用的編碼方式如下：

Redis 的編碼方式

Redis 中會(huì)根據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型不同，選擇不同的編碼方式，共包含 11 種不同類型：

String

介紹

字符串 (string) 其實(shí)是最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不僅可以存儲(chǔ)字符串，還可以存儲(chǔ)整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、二進(jìn)制數(shù)據(jù)等；

常用命令

set key value：添加一個(gè) string 類型的鍵值對(duì)

get key：獲取 key 對(duì)應(yīng)的 value

mset：批量設(shè)置對(duì)個(gè)鍵值對(duì)

mget：批量獲取多個(gè)鍵值對(duì)

incr：讓一個(gè)整形自增 1

setnx：添加一個(gè) string 類型的字符串，前提是這個(gè) key 不存在

使用場(chǎng)景

緩存對(duì)象

直接緩存整個(gè) json 字符串對(duì)象 SET user:1 '{"name":"ezreal", "age":18}'

緩存更新策略

• 使用 redis 的內(nèi)存淘汰機(jī)制；
• 超時(shí)剔除，給數(shù)據(jù)添加 TTL 過(guò)期時(shí)間；
• 客戶端主動(dòng)更新緩存；

分布式鎖

使用 setnx 指令可以實(shí)現(xiàn)分布式鎖，若設(shè)置值成功則表示獲取鎖成功，設(shè)置失敗則獲取鎖失敗，注意要設(shè)置該 key 的過(guò)期時(shí)間，防止一直搶占該鎖

常規(guī)計(jì)數(shù)

可以通過(guò) incr 指令來(lái)統(tǒng)計(jì)數(shù)量，前提設(shè)置的 value 需要是整形

共享 session

我們可以把多臺(tái)服務(wù)器上的 session 統(tǒng)一放到 redis 中，無(wú)論向集群哪臺(tái)服務(wù)器發(fā)送消息，都保證去 redis 中獲取 session 的信息

底層實(shí)現(xiàn)

redis 的底層實(shí)現(xiàn)是 SDS 字符串

SDS 結(jié)構(gòu)體

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
    uint8_t len; /* buf已保存的字符串字節(jié)數(shù)，不包含結(jié)束標(biāo)示 */
    uint8_t alloc; /* buf申請(qǐng)的總的字節(jié)數(shù)，不包含結(jié)束標(biāo)示 */
    unsigned char flags; /* 不同的SDS頭類型 */
    char buf[];
};

len：該字符串的 長(zhǎng)度

alloc：buf 申請(qǐng)的 總字節(jié)數(shù)

buf：實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置

flag：SDS 頭類型，用來(lái)控制SDS頭大小 ：SDS_TYPE_5，SDS_TYPE_8，SDS_TYPE_16，SDS_TYPE_32，SDS_TYPE_64

整形的存儲(chǔ)

如果存儲(chǔ)的是一個(gè)整形，則則直接存儲(chǔ)在 RedisObject 中即可；

SDS 動(dòng)態(tài)擴(kuò)容

假如現(xiàn)在在 name 字符串后加入 ezreal，形成新的字符串 'nameezreal'

• 若新字符串的長(zhǎng)度小于 1M，則新的內(nèi)存空間為 新字符串 的長(zhǎng)度的兩倍 + 1；
• 若新字符串的長(zhǎng)度大于 1M，則新的內(nèi)存空間為 新字符串 的長(zhǎng)度 + 1M + 1，稱為內(nèi)存預(yù)分配；

List

介紹

列表是一個(gè)有序的字符串集合，可以通過(guò)下標(biāo)索引來(lái)訪問指定位置的字符串，還可以在列表頭部或者尾部來(lái)添加或刪除元素

常用命令

LPUSH KEY：向列表左側(cè)插入元素

RPUSH KEY：向列表右側(cè)插入元素

LPOP KEY：向列表左側(cè)彈出元素

RPOP KEY：向列表右側(cè)彈出元素

LRANGE KEY star end：獲取指定范圍內(nèi)的 key

BLPOP / BRPOP：與 LPOP / RPOP 類似，只不過(guò)在沒有元素時(shí)會(huì)等待

使用場(chǎng)景

消息隊(duì)列

消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的三大要素：消息保序，處理重復(fù)的消息，保證消息的可靠性

• 消息保序

我們可以基于 LPUSH / RPOP 的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)隊(duì)列，消息先進(jìn)先出，保證消息的順序；

當(dāng)有一個(gè)缺點(diǎn)，消費(fèi)者只能不斷的輪詢?cè)撽?duì)列是否有消息，因?yàn)橄M(fèi)者新增一條消息后是不能通知消費(fèi)者的，所以消費(fèi)者要不斷輪詢 while(1)，不斷的占用 CPU。我們可以使用 BRPOP 來(lái)優(yōu)化，消費(fèi)者沒有獲取到消息時(shí)，會(huì)自動(dòng)阻塞，直到生產(chǎn)者放入新的消息。

• 處理重復(fù)的消息

我們可以為每個(gè)消息生成一個(gè) 唯一 的消息 ID，每次消費(fèi)消息時(shí)，從數(shù)據(jù)庫(kù)中判斷該消息是否已經(jīng)被處理了，防止消息的重復(fù)消息。

• 保證消息可靠性

當(dāng)消息被消費(fèi)者獲取后，沒有處理完消息，機(jī)器就宕機(jī)了，這樣不僅消息沒有完全被消費(fèi)，List 中的消息也丟失了，從而導(dǎo)致這個(gè)任務(wù)永遠(yuǎn)丟失了；

我們可以使用 Redis 中的BRPOPLPUSH命令，作用是把該消息從 List 中拿出來(lái)，同時(shí)還會(huì)把該消息放到另一個(gè) List 中作留存。

底層實(shí)現(xiàn)

在 Redis 3.2 之前，List 的底層實(shí)現(xiàn)是壓縮列表 ( ZipList) 或 雙向鏈表

在 Redis 3.2 之后，List 的底層實(shí)現(xiàn)是 QuickList

ZipList

ZipList 又叫壓縮列表，類似 "雙向鏈表"，但其不是鏈表。它由一段連續(xù)的內(nèi)存塊組成，可以在列表頭部或者尾部添加或者刪除元素。

zlbytes：整個(gè) ZipList 的 內(nèi)存字節(jié)數(shù)，占用 4 字節(jié)

zltail：從 ZipList 的起始地址到最后一個(gè) entry 的內(nèi)存字節(jié)數(shù)，占用 4 字節(jié)

zllen：ZipList 中 entry 的個(gè)數(shù)，占用 2 字節(jié)

zlend：結(jié)束標(biāo)識(shí) 0xff，占用 1 字節(jié)

ZipEntry結(jié)構(gòu)

previous_entry_length：上一個(gè) entry 的長(zhǎng)度，占用 1個(gè) 或 5個(gè)字節(jié)

• 若上一個(gè) entry 的長(zhǎng)度小于 256 字節(jié)，則 encoding 使用 1 個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)
• 若上一個(gè) entry 的長(zhǎng)度大于 256 字節(jié)，則 encoding 使用 5 個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)

encoding：記錄 content 的類型 [ 整形 or 字符串 ] 和長(zhǎng)度，占用 1個(gè)，2個(gè) 或者 5個(gè)字節(jié)

content：實(shí)際的內(nèi)容

Encoding 編碼

Entry 中的 encoding 編碼分為字符串和整數(shù)兩種：
字符串：如果 encoding 是以“00”“01”或者“10”開頭，則證明 content 是字符串

整數(shù)：如果encoding是以“11”開始，則證明content是整數(shù)，且encoding固定只占用1個(gè)字節(jié)

可見，ZipList 通過(guò)記錄上一個(gè)entry 的長(zhǎng)度 和 自身entry 的長(zhǎng)度（length + encoding + content），從而可以快速得到上一個(gè) entry 和下一個(gè) entry ，從而實(shí)現(xiàn)從頭到尾 或 從尾到頭的遍歷。

QuickList

QuickList 是一個(gè)雙向鏈表，它的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是 ZipList

為了避免 QuickList 中的每個(gè) ZipList 中 entry 過(guò)多，Redis 提供了一個(gè)配置項(xiàng)：list-max-ziplist-size來(lái)限制。

如果值為正，則代表 ZipList 的允許的 entry 個(gè)數(shù)的最大值；

如果值為負(fù)，則代表ZipList的最大內(nèi)存大小，分5種情況：

• -1：每個(gè) ZipList 的內(nèi)存占用不能超過(guò) 4kb
• -2：每個(gè) ZipList 的內(nèi)存占用不能超過(guò) 8kb
• -3：每個(gè) ZipList 的內(nèi)存占用不能超過(guò) 16kb
• -4：每個(gè) ZipList 的內(nèi)存占用不能超過(guò) 32kb
• -5：每個(gè) ZipList 的內(nèi)存占用不能超過(guò) 64kb

其默認(rèn)值為 -2：

以下是 QuickList 的和 QuickListNode 的結(jié)構(gòu)源碼：

QuickList

typedef struct quicklist {
    quicklistNode *head;		// 頭結(jié)點(diǎn)指針
    quicklistNode *tail;		// 尾結(jié)點(diǎn)指針
    unsigned long count;    	/* total count of all entries in all ziplists */
    unsigned long len;          /* number of quicklistNodes */
    int fill : QL_FILL_BITS;              /* fill factor for individual nodes */
    unsigned int compress : QL_COMP_BITS; /* depth of end nodes not to compress;0=off */
    unsigned int bookmark_count: QL_BM_BITS;
    quicklistBookmark bookmarks[];
} quicklist;

QuickListNode

typedef struct quicklistNode {
    struct quicklistNode *prev; // 前一個(gè)指針
    struct quicklistNode *next; // 后一個(gè)指針
    unsigned char *zl;  		// 當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的ziplist指針
    unsigned int sz;             /* ziplist size in bytes */
    unsigned int count : 16;     /* count of items in ziplist */
    unsigned int encoding : 2;   /* RAW==1 or LZF==2 */
    unsigned int container : 2;  /* NONE==1 or ZIPLIST==2 */
    unsigned int recompress : 1; /* was this node previous compressed? */
    unsigned int attempted_compress : 1; /* node can't compress; too small */
    unsigned int extra : 10; /* more bits to steal for future usage */
} quicklistNode;

整體結(jié)構(gòu)

Hash

介紹

Hash 是一個(gè)鍵值對(duì)的集合，形如：key：{field1: value1，field1: value1}，非常適合存儲(chǔ)一個(gè)對(duì)象

常用命令

# 存儲(chǔ)一個(gè)哈希表key的鍵值
HSET key field value   
# 獲取哈希表key對(duì)應(yīng)的field鍵值
HGET key field

# 在一個(gè)哈希表key中存儲(chǔ)多個(gè)鍵值對(duì)
HMSET key field value [field value...] 
# 批量獲取哈希表key中多個(gè)field鍵值
HMGET key field [field ...]       
# 刪除哈希表key中的field鍵值
HDEL key field [field ...]    

# 返回哈希表key中field的數(shù)量
HLEN key       
# 返回哈希表key中所有的鍵值
HGETALL key 

# 為哈希表key中field鍵的值加上增量n
HINCRBY key field n

使用場(chǎng)景

緩存對(duì)象

例如下圖，對(duì)于使用 string + json 還是用 hash 來(lái)存儲(chǔ)，建議優(yōu)先選擇 string + json ，對(duì)于某些字段經(jīng)常改變的話，可以考慮使用 hash

購(gòu)物車

以用戶 id 為 key，商品 id 為 field，商品數(shù)量為 value，恰好構(gòu)成了購(gòu)物車的 3 個(gè)要素，如下圖所示。

涉及的命令如下：

• 添加商品：HSET cart:{用戶id} {商品id} 1
• 添加數(shù)量：HINCRBY cart:{用戶id} {商品id} 1
• 商品總數(shù)：HLEN cart:{用戶id}
• 刪除商品：HDEL cart:{用戶id} {商品id}
• 獲取購(gòu)物車所有商品：HGETALL cart:{用戶id}

當(dāng)前僅僅是將商品 ID 存儲(chǔ)到了 Redis 中，在回顯商品具體信息的時(shí)候，還需要拿著商品 id 查詢一次數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取完整的商品的信息。

底層實(shí)現(xiàn)

Hash 的底層實(shí)現(xiàn)可以是 ZipList 或者 Dict

• Hash結(jié)構(gòu)默認(rèn)采用 ZipList 編碼，用以節(jié)省內(nèi)存。 ZipList 中相鄰的兩個(gè) entry 分別保存 field 和 value
• 當(dāng) ZipList 的元素個(gè)數(shù)小于 512（默認(rèn)）且每個(gè) Entry 的大小小于 64 字節(jié)（默認(rèn)），則會(huì)使用 ZipList 來(lái)作為 Hash 的底層實(shí)現(xiàn)，否則則使用 Dict

Dict

Dict 中維護(hù)一個(gè) 哈希表 DitHashTable，里面有一個(gè) DictEntry 數(shù)組，用來(lái)存儲(chǔ)實(shí)際的 key-value，每個(gè)槽位下的 DictEntry 都會(huì)形成一個(gè)鏈表，處理哈希沖突

向 Dict 插入一個(gè)元素時(shí)，先會(huì)根據(jù) key 計(jì)算出一個(gè)哈希值 h，然后計(jì)算 h & sizemask 得到數(shù)組下標(biāo)，最后加入該 DictEntry 即可

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體

字典（Dict）

typedef struct dict {
    dictType *type; 		// dict 類型，不同的哈希函數(shù)
    void *privdata;  		// 私有數(shù)據(jù)，做特殊hash的時(shí)候用
    dictht ht[2]; 			// 包含兩個(gè)hash表，一個(gè)是當(dāng)前數(shù)據(jù)，另個(gè)為空，rehash的時(shí)候用
    long rehashidx; 		// rehash的進(jìn)度
    int16_t pauserehash;	// rehash是否暫停 
} dict;

哈希表（DictHashTable）

typedef struct dictht {
    dictEntry **table;   		// 指向entry 的數(shù)組
    unsigned long size;  		// 哈希表大小
    unsigned long sizemask;   	// 掩碼：size - 1
    unsigned long used;  		// entry 的個(gè)數(shù)
} dictht;

哈希節(jié)點(diǎn)（DictEntry）

typedef struct dictEntry {
    void *key;  // 鍵
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;// 值
    struct dictEntry *next;// 下一個(gè)結(jié)點(diǎn)
} dictEntry;

Dict 的 rehash

不管是擴(kuò)容還是收縮，必定會(huì)創(chuàng)建新的哈希表，導(dǎo)致哈希表的 size 和 sizemask 變化，而 key 的查詢與 sizemask 有關(guān)。因此必須對(duì)哈希表中的每一個(gè) key 重新計(jì)算索引，插入新的哈希表，這個(gè)過(guò)程稱為 rehash。過(guò)程是這樣的：

• 計(jì)算新hash表的realeSize，值取決于當(dāng)前要做的是擴(kuò)容還是收縮：

• • 如果是擴(kuò)容，則新size為第一個(gè)大于等于dict.ht[0].used + 1 的2^n
  • 如果是收縮，則新size為第一個(gè)大于等于dict.ht[0].used 的2^n （不得小于4）

• 按照新的 realeSize 申請(qǐng)內(nèi)存空間，創(chuàng)建 dictht，并賦值給 dict.ht[1]
• 設(shè)置 dict.rehashidx = 0，標(biāo)示開始 rehash
• 將 dict.ht[0] 中的每一個(gè) dictEntry 都 rehash 到 dict.ht[1]
• 將 dict.ht[1] 賦值給 dict.ht[0]，給 dict.ht[1] 初始化為空哈希表，釋放原來(lái)的dict.ht[0]的內(nèi)存
• 將 rehashidx 賦值為 -1，代表 rehash 結(jié)束
• 在rehash過(guò)程中，新增操作，則直接寫入ht[1] ，查詢、修改和刪除則會(huì)在dict.ht[0]和dict.ht[1]依次查找并執(zhí)行。這樣可以確保 ht[0] 的數(shù)據(jù)只減不增，隨著 rehash 最終為空

Set

介紹

Set 是 Redis 中的無(wú)序集合，可以保證元素的唯一性，但不一定保證元素的有序性，可以對(duì) set 取交集，并集等操作

常用命令

Set 常用操作

# 往集合key中存入元素，元素存在則忽略，若key不存在則新建
SADD key member [member ...]
# 從集合key中刪除元素
SREM key member [member ...] 
# 獲取集合key中所有元素
SMEMBERS key
# 獲取集合key中的元素個(gè)數(shù)
SCARD key

# 判斷member元素是否存在于集合key中
SISMEMBER key member

# 從集合key中隨機(jī)選出count個(gè)元素，元素不從key中刪除
SRANDMEMBER key [count]
# 從集合key中隨機(jī)選出count個(gè)元素，元素從key中刪除
SPOP key [count]

Set 集合操作

# 交集運(yùn)算
SINTER key [key ...]
# 將交集結(jié)果存入新集合destination中
SINTERSTORE destination key [key ...]

# 并集運(yùn)算
SUNION key [key ...]
# 將并集結(jié)果存入新集合destination中
SUNIONSTORE destination key [key ...]

# 差集運(yùn)算
SDIFF key [key ...]
# 將差集結(jié)果存入新集合destination中
SDIFFSTORE destination key [key ...]

使用場(chǎng)景

點(diǎn)贊

使用 set 集合來(lái)存儲(chǔ)，key 為文章 id，value為 用戶 id 即可，獲取該文章的點(diǎn)贊數(shù)量取該 set 中 id 的總數(shù)即可

關(guān)注

使用 set 集合來(lái)存儲(chǔ)，key 為用戶 id，value 為該用戶關(guān)注的用戶的 id，可以對(duì)兩個(gè) set 取并集，就可以找出它們的共同關(guān)注

抽獎(jiǎng)

使用 set 集合來(lái)存儲(chǔ)，key 為活動(dòng) id，value 為參見該活動(dòng)的用戶

• 若不可重復(fù)抽獎(jiǎng)，則使用 SPOP key [count] 來(lái)隨機(jī)獲取 count 個(gè)用戶，并從 set 中移除
• 若可以重復(fù)抽獎(jiǎng)，則使用 SRANDMEMBER key [count] 來(lái)隨機(jī)獲取 count 個(gè)用戶，但不會(huì)從 set 中移除

底層實(shí)現(xiàn)

Set 底層是通過(guò) IntSet（整數(shù)集合）或者 Dict 來(lái)實(shí)現(xiàn)的

• 用 Dict 來(lái)存儲(chǔ)實(shí)際上和 Hash 的結(jié)構(gòu)一樣，只不過(guò)把 value 值統(tǒng)一存儲(chǔ)為 null 即可
• 當(dāng)數(shù)據(jù)都是整數(shù)時(shí)，且數(shù)據(jù)的數(shù)量不超過(guò) set-max-intset-entries 時(shí)，會(huì)使用 intset 來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
• 否則則使用 Dict 來(lái)存儲(chǔ)

Intset

Intset 是 Redis 中的一種實(shí)現(xiàn)模式，基于整數(shù)數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，具備長(zhǎng)度可變，有序的特征

結(jié)構(gòu)體

typedef struct intset {
    uint32_t encoding; 	// 編碼方式
    uint32_t length; 	// 長(zhǎng)度
    int8_t contents[]; 	// 存儲(chǔ)位置
} intset;

encoding：表示存儲(chǔ)整數(shù)的大小

/* Note that these encodings are ordered, so:
 * INTSET_ENC_INT16 < INTSET_ENC_INT32 < INTSET_ENC_INT64. */
#define INTSET_ENC_INT16 (sizeof(int16_t))
#define INTSET_ENC_INT32 (sizeof(int32_t))
#define INTSET_ENC_INT64 (sizeof(int64_t))

length：數(shù)組的長(zhǎng)度

contents：存儲(chǔ)實(shí)際的內(nèi)容

encoding：4字節(jié)

length：4字節(jié)

contents：2字節(jié) * 3 = 6 字節(jié)

擴(kuò)容過(guò)程

我們向該其中添加一個(gè)數(shù)字：50000，這個(gè)數(shù)字超出了 int16_t 的范圍，intset 會(huì)自動(dòng)升級(jí)編碼方式到合適的大小。
以當(dāng)前案例來(lái)說(shuō)流程如下：

• 升級(jí)編碼為 INTSET_ENC_INT32 , 每個(gè)整數(shù)占 4 字節(jié)，并按照新的編碼方式及元素個(gè)數(shù)擴(kuò)容數(shù)組
• 倒序依次將數(shù)組中的元素拷貝到擴(kuò)容后的正確位置
• 將待添加的元素放入數(shù)組末尾
• 最后，將 inset 的 encoding 屬性改為 INTSET_ENC_INT32，將 length 屬性改為 4

小結(jié)：

• intset 可以保證 contents 的整數(shù)有序，唯一
• 因?yàn)?contents 數(shù)組有序，所以可以使用 二分查找 來(lái)快速找到目標(biāo)值
• 具備類型升級(jí)機(jī)制，可以節(jié)省內(nèi)存空間

ZSet

介紹

ZSet 是一個(gè)有序集合類型，比 Set 多出了一個(gè) score 字段，該字段用來(lái)對(duì) value 值進(jìn)行排序，保證 ZSet 中的值是有序的

所以每一個(gè)元素都有兩個(gè)值，一個(gè) score，用來(lái)排序，一個(gè) value 存儲(chǔ)實(shí)際的值

常用命令

ZSet 常用操作

# 往有序集合key中加入帶分值元素
ZADD key score member [[score member]...]   
# 往有序集合key中刪除元素
ZREM key member [member...]                 
# 返回有序集合key中元素member的分值
ZSCORE key member
# 返回有序集合key中元素個(gè)數(shù)
ZCARD key 

# 為有序集合key中元素member的分值加上increment
ZINCRBY key increment member 

# 正序獲取有序集合key從start下標(biāo)到stop下標(biāo)的元素
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
# 倒序獲取有序集合key從start下標(biāo)到stop下標(biāo)的元素
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

# 返回有序集合中指定分?jǐn)?shù)區(qū)間內(nèi)的成員，分?jǐn)?shù)由低到高排序。
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

# 返回指定成員區(qū)間內(nèi)的成員，按字典正序排列, 分?jǐn)?shù)必須相同。
ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count]
# 返回指定成員區(qū)間內(nèi)的成員，按字典倒序排列, 分?jǐn)?shù)必須相同
ZREVRANGEBYLEX key max min [LIMIT offset count]

ZSet 運(yùn)算操作

# 并集計(jì)算(相同元素分值相加)，numberkeys一共多少個(gè)key，WEIGHTS每個(gè)key對(duì)應(yīng)的分值乘積
ZUNIONSTORE destkey numberkeys key [key...] 
# 交集計(jì)算(相同元素分值相加)，numberkeys一共多少個(gè)key，WEIGHTS每個(gè)key對(duì)應(yīng)的分值乘積
ZINTERSTORE destkey numberkeys key [key...]

使用場(chǎng)景

排行榜

以文章排行榜為例子，使用 article:rank 作為 key，點(diǎn)贊數(shù)量作為 score，文章的 id 作為 value 即可，根據(jù) score 從大到小進(jìn)行排序，則可以得到一個(gè) 文章熱度的排行榜。

底層實(shí)現(xiàn)

ZSet 使用 壓縮列表 或者 跳表 + 字典來(lái)實(shí)現(xiàn)

• 可以根據(jù) key 找到 value；
• 保證 value 是唯一的；
• 可以根據(jù) value 查找分?jǐn)?shù)；

Ziplist 本身是沒有排序功能的，而且沒有鍵值對(duì)的概念，需要通過(guò)編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)：

• ziplist 是連續(xù)內(nèi)存，score 和 value 是相互依靠的兩個(gè) entry；
• ziplist 本身不能排序，所以只能通過(guò) score 來(lái)對(duì) entry 從小到大排序；

當(dāng)同時(shí)滿足一下條件時(shí)，會(huì)選擇使用 Ziplist

• 元素的數(shù)量小于 zset_max_ziplist_entries ，默認(rèn)是 256
• 每個(gè)元素的內(nèi)存大小小于 zset_max_ziplist_value 字節(jié)，默認(rèn)是 64 KB

否則使用 跳表 +Dict

使用 Dict 存儲(chǔ) value 和 score 的映射關(guān)系；

使用 跳表 來(lái)有序的存儲(chǔ) score 和 value 值，便于范圍查找

SkipList

跳表是一個(gè)并聯(lián)多個(gè)有序鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以在 O(logn) 的時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)完成插入、刪除、增加的操作；

特點(diǎn)

• 跳表是一個(gè)雙向鏈表，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含 score 和 element 值
• 節(jié)點(diǎn)按 score 進(jìn)行排序
• 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以包含多層指針，層數(shù)是 1 到 32 之間的隨機(jī)數(shù)
• 不同層指針到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的跨度不同，層級(jí)越高，跨度越大
• 增刪改查效率與紅黑樹基本一致，實(shí)現(xiàn)卻更簡(jiǎn)單

跳表代碼

public class SkipList {

    private final int MAX_LEVEL = 32;

    private final double factor = 0.25;

    private int level = 1;

    /**
     * 頭結(jié)點(diǎn)
     */
    private final Node head = new Node(null, MAX_LEVEL);

    static class Node {
        Integer value;
        Node[] next;
        int size;

        public Node(Integer value, int size) {
            this.value = value;
            this.size = size;
            this.next = new Node[size];
        }
    }

    public boolean search(int value) {

        Node p = head;
        for (int i = level - 1; i >= 0; i--) {
            while (p.next[i] != null && p.next[i].value <= value) {
                if (p.next[i].value == value) {
                    return true;
                }
                p = p.next[i];
            }
        }
        return false;
    }

    public void insert(int value) {
        int randomLevel = randomLevel();
        Node newNode = new Node(value, randomLevel);

        Node p = head;
        for (int i = level - 1; i >= 0; i--) {
            while (p.next[i] != null && p.next[i].value <= value) {
                p = p.next[i];
            }

            if (p.next[i] == null) {
                p.next[i] = newNode;
            } else {
                newNode.next[i] = p.next[i];
                p.next[i] = newNode;
            }
        }

        if (randomLevel > level) {
            for (int i = level ; i < randomLevel ; i++) {
                head.next[i] = newNode;
            }
            level = randomLevel;
        }
    }

    public boolean delete(int value) {
        boolean contain = search(value);
        Node p = head;
        Node h = null;
        if (contain) {
            for (int i = level - 1; i >= 0; i--) {
                while (p.next[i] != null && p.next[i].value <= value) {
                    h = p;
                    p = p.next[i];
                }
                h.next[i] = p.next[i];
            }
        }

        return contain;
    }

    private int randomLevel() {
        int level = 1;

        Random random = new Random();
        while (random.nextDouble() <= factor && level <= MAX_LEVEL) {
            level++;
        }
        return level;
    }
}

以上就是Redis五種數(shù)據(jù)類型詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis數(shù)據(jù)類型的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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