Redis中数据结构与数据操作的示例分析

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丸趣 TV 小编给大家分享一下 Redis 中数据结构与数据操作的示例分析,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!

Redis 完成数据操作的速度能达到微秒级别,Redis 能有这么突出的表现,主要原因有两个:

Redis 是内存数据库,所有操作都在内存上完成,内存的访问速度本身就很快;

Redis 拥有高效的数据类型和数据结构。Redis 中数据结构与数据操作的示例分析

为了实现 key 到 value 的快速访问,Redis 使用哈希表来存储键值对,哈希桶中 entry 保存了指向实际 key 和 value 的指针,即使值是一个集合,也可以通过 value 指针查找到。Redis 中数据结构与数据操作的示例分析

当哈希表中数据越来越多后,会出现哈希冲突,也就是多个 key 的哈希值可能对应到同一个哈希桶中。Redis 使用链式哈希来解决哈希冲突,就是将同一个哈希桶中的多个元素用一个链表来保存,元素之间依次用指针链接。Redis 中数据结构与数据操作的示例分析

如果哈希冲突越来越多,会导致哈希冲突链过长,进而导致查找元素耗时长、效率低。为了解决这个问题,Redis 会对哈希表进行 rehash 操作,将多个 entry 元素分散保存,减少单个哈希桶中的元素个数,从而减少单个桶中的冲突。

Redis 默认使用两个全局哈希表来进行高效 rehash,一开始默认使用哈希表 1,哈希表 2 不分配空间,当数据不断增多时,redis 通过如下步骤进行 rehash:

给哈希表 2 分配更大的空间

把哈希表 1 中的数据拷贝到哈希表 2 中

释放哈希表 1 的空间,留作下一次 rehash 扩容备用

但是第 2 步如果一次性将大量数据进行拷贝,可能会造成 Redis 线程阻塞,无法服务其他请求,所以 Redis 采用了渐进式 rehash,就是每处理一个请求,顺带将这个索引位置上的所有 entry 进行拷贝。Redis 中数据结构与数据操作的示例分析

对于 String 类型的 value 来说,找到哈希桶就可以直接进行 CRUD 操作了,而对于集合来说,通过全局哈希表找到对应的哈希桶后,在集合中再进行 CRUD。集合的操作效率与底层数据结构和操作复杂度有关。

Redis 中数据结构与数据操作的示例分析

单元素操作是基础,操作复杂度为 O(1);

Hash:HGET、HSET、HDEL;

Set 类型的 SADD、SREM、SRANDMEMBER 等。

范围操作非常耗时,操作复杂度为 O(N)。

Hash:HGETALL;

Set:SMEMBERS;

List:LRANGE

ZSet:ZRANGE

统计操作通常高效,操作复杂度为 O(1)。

例外情况只有几个,操作复杂度为 O(1)。

List:LPOP、RPOP、LPUSH、RPUSH

以上是“Redis 中数据结构与数据操作的示例分析”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道!

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