1. redis是什么?(what)

Redis是一个开源(BSD许可),内存存储的数据结构服务器,可用作数据库,高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合,位图,hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能,同时通过Redis Sentinel提供高可用,通过Redis Cluster提供自动分区。

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。

2. 为什么使用redis?(why)

2.1. redis的特点

  1. Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。
  2. Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。
  3. Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。

2.2. redis的优势

  1. 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
  2. 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
  3. 原子 – Redis的所有操作都是原子性的,同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行。
  4. 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

2.3. redis与其他key-value存储有什么不同

  1. Redis有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作,Redis的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明,无需进行额外的抽象。
  2. Redis运行在内存中但是可以持久化到磁盘,所以在对不同数据集进行高速读写时需要权衡内存,应为数据量不能大于硬件内存。
  3. 相比在磁盘上相同的复杂的数据结构,在内存中操作起来非常简单,这样Redis可以做很多内部复杂性很强的事情。
  4. 在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的,因为他们并不需要进行随机访问。

3. 如何使用redis?(how)

3.1. redis的数据类型

数据类型 概念 底层结构 常用命令
String(字符串) key-value型 sds SET ,GET
Hash(哈希) field-value,适用于存储对象类型(对象名-对象属性值) hash表 HMSET,HEGTALL
List(列表) string类型的有序列表,按照插入顺序排序 双向链表 lpush,lrange
Set(集合) string类型的无序集合 hash表 sadd,smembers
zset(sorted set:有序集合) string类型元素的集合,且不允许重复的成员。每个元素关联一个double值来进行排序,double值可以重复但元素不能重复。 跳表 zadd,ZRANGEBYSCORE

3.2. redis常用命令

redis源码 和实现

String 数据模型

首先Redis是KV数据结构,跟JDK中的Map是一样的,Redis是通过hashtable实现的,我们把这个叫做外层的哈希,那么每一个KY就是一个entry,在Redis的源码中,是定义为一个dictEntry。

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typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

通过源码 定义了dictEntry对象,对象中存储了一个key,跟一个value,并且还有一个指向了下一个键值对节点的对象。

接着了解key-value的原理,key是一个字符串,在C语言中(Redis是用C语言开发的),是没有字符串这个数据类型的,只有字符类型,而key并没有直接使用了C语言中的字符数组char[]来实现,而是存储在了一个自定义的数据类型-SDS。

value并没有存在SDS中,也不是作为字符串存储,而是存储中一个redisObject中,事实上,redis的五大数据类型的value都是存储在redisObject中。、

提取关键字词: $key=sds$ , $value = redisObject(其他类型)$

为什么要使用SDS来实现字符串呢?

首先C语言中并没有字符串类型,要实现的话只能使用char[]来实现,但是使用字符数组必须先给变量分配足够的空间,否则会溢出,分配多了又可能造成浪费

如果要获取字符串的长度,就需要遍历字符数组,时间复杂度高O(n)

字符串的长度更改会对字符数组的内存进行重新分配 【长度直接作为属性存入, 获取直接就是 $o(1)$ ,

C语言的 \0 是字符串的标志结束位,如果存储图片音频等多媒体文件的时候,存在二进制安全问题

用通俗易懂的话来说, sds 就相当于一个 StringBuilder ,或者 自定义实现的一个 java 的 ArrayList ,可以自己进行 扩容分配内存

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