Redis源码-Set：Redis Set存储原理、Redis Set集合操作命令、Redis Set两种存储底层编码intset+hashtable、Redis Set应用场景

  • Redis数据类型
  • 1.Set存储原理
    • 列表list、集合set、有序集合zset差异
  • 2.1Redis-Set数据类型：操作命令
    • 放入集合多个元素
    • 查看集合元素内容
    • 统计集合元素个数
    • 随机获取集合的元素
    • 弹出集合的元素（无序的，因此是随机弹，也是删除）
    • 删除指定的元素
    • 判断集合是否存在元素
  • 2.2Redis-Set数据类型：集合操作命令(差集、并集、交集)
    • 查看Redis内部的数据结构类型
  • 3.存储原理(底层编码)
    • Redis Set两种底层编码类型：intset、hashtable
    • Redis Set底层编码类型①：intset
      • intset.h源码文件
    • Redis Set底层编码类型②：hashtable
      • Redis的KV存储方式-dict、dictht、dictEntry关系图
      • Redis 底层编码类型hashtable嵌套结构图
      • Hash的扩容
  • 4.应用场景
    • 唯一性记录：点赞、签到、打卡（用户记录）
    • 基于集合的商品类别筛选
  • Redis各数据结构命令、源码分析、应用场景

Redis数据类型

Redis数据类型不等同与数据结构，数据结构是Redis该数据类型存储结构的存储原理，也是该数据类型的底层编码。

1.Set存储原理

Redis Set存储的是无序的字符串(String和Hash也是无序的，List和zset是有序的)，元素不能重复。
最大存储数量2^32-1(40亿左右元素数量)。

列表list、集合set、有序集合zset差异

数据结构 是否允许重复元素 是否有序 有序实现方式
列表list 是 是 索引下标
集合set 否 否 -
有序集合zset 否 是 分值score

2.1Redis-Set数据类型：操作命令

Set的命令都是前面+s开头的。

放入集合多个元素

# sadd key member [member ...]：放入集合多个元素，返回集合大小
127.0.0.1:6379> sadd myset aa bb cc dd
(integer) 4

查看集合元素内容

# smembers key：查看集合元素内容
127.0.0.1:6379> smembers myset
1) "dd"
2) "bb"
3) "aa"
4) "cc"

统计集合元素个数

# scard key
127.0.0.1:6379> scard myset
(integer) 4

随机获取集合的元素

# srandmember key [count]：随机获取集合的元素，count为随机获取的个数，默认1
127.0.0.1:6379> srandmember myset
"bb"
127.0.0.1:6379> srandmember myset 2
1) "bb"
2) "dd"

弹出集合的元素（无序的，因此是随机弹，也是删除）

# spop key [count]：弹出集合的元素（无序的，因此是随机弹，也是删除），count为随机获取的个数，默认1
127.0.0.1:6379> spop myset
"aa"
127.0.0.1:6379> spop myset 2
1) "cc"
2) "dd"

删除指定的元素

# srem key member [member ...]：多个元素空格隔开
# 返回删除成功的个数
127.0.0.1:6379> sadd myset aa bb jj kk ll
(integer) 5
127.0.0.1:6379> srem myset aa bb oo
(integer) 2

判断集合是否存在元素

#  sismember key member：判断集合是否存在元素，存在返回1，不存在返回0
127.0.0.1:6379> sismember myset jj
(integer) 1
127.0.0.1:6379> sismember myset 99
(integer) 0

2.2Redis-Set数据类型：集合操作命令(差集、并集、交集)

set1{a,b,c} set2{c,d,e}

获取差集：
sdiff set1 set2 {a,b,d,e}
获取交集：（intersection）
sinter set1 set2 {c}
获取并集：
sunion set1 set2 {a,b,c,d,e}

查看Redis内部的数据结构类型

当你插入Redis一个字符串数据时，会根据你插入的值，Redis再进行内部的数据转换。
可以先看本文目录：3.存储原理(底层编码)

可以用object encoding key名查看key的value再Redis的内部数据类型。

# 查看key在Redis的对内数据类型
127.0.0.1:6379> object encoding myset
"hashtable"

3.存储原理(底层编码)

Redis源码：Redis源码怎么查看入门、Redis外部数据结构到Redis内部数据结构查看源码顺序、Redis源码查看顺序

Redis Set两种底层编码类型：intset、hashtable

Redis Set类型的内部底层编码有两种：

根据存储内容的不同大小采取合适的编码，从而达到更好的效果

  1. intset，存储纯数字的情况下才会用到
  2. hashtable，OBJ_ENCODING_HT（哈希表，和Redis外层的Hash是一个）

Redis Set底层编码类型①：intset

intset编码只有存储纯数字的情况下才会用到

intset.h源码文件

intset.h源码文件在解压后的src目录下

typedef struct intset {uint32_t encoding;        // 编码类型 int_16t、int_32t、int_64t、uint32_t length;        // 长度 最大长度2^32 （40亿左右）int8_t contents[];      // 用来存储成员的动态数组
} intset;

Redis Set底层编码类型②：hashtable

首先需要搞明白Redis外层的Hash表是什么。
Redis中的Hash结构，在Redis中，所有的KV存储方式都是基于dict（外层Hash表，HashTable）这个结构去存存储的，那么如果value的编码类型也是hashtable，应该怎么存储，其实就是hashtable的嵌套结构。
不理解dict结构、外层Hash、dict、dictht、dictEntry可以去看：
Redis源码：Redis源码怎么查看、Redis源码查看顺序、Redis外部数据结构到Redis内部数据结构查看源码顺序、Redis KV存储方式都是基于dict

Redis的KV存储方式-dict、dictht、dictEntry关系图

在Redis中，所有的KV存储方式都是基于dict（外层Hash表，HashTable）这个结构去存储的。
外层的KV存储的HashTable（dict），结构如下

Redis 底层编码类型hashtable嵌套结构图

总体存储结构为：【dictEntry有序链表】→【放在dictEntry数组里面】→【dictEntry数组放在dictht(哈希表ht[0])里面】→【dictht又放在dict结构里面】

Hash的扩容

扩容怎么扩容的？
判断的条件：
扩容比例(源码dict.c中定义)：

static unsigned int dict_force_resize_ratio = 5;    /*dictEntry数组后面的dictEntry链表，所有节点的链表平均值超过一定程度(会计算dictEntry链表长度和dictEntry的长度的比例，这个值为5)，也就表示hash碰撞很严重，就会触发扩容。*/

dictEntry数组后面的dictEntry链表，所有节点的链表平均值超过一定程度(会计算dictEntry链表长度和dictEntry的长度的比例，源码中这个值为5)，也就表示hash碰撞很严重，就会触发扩容。

扩容的量级是原dictht的2的n次方，扩容之后，会把原表的数据重新分配到新表(rehash，重新计算hash)，然后用ht[0]标记为当前使用的是哪个表，清空原先的dictht来释放空间。

4.应用场景

  • 抽奖：spop myset
  • 唯一性记录：点赞、签到、打卡（用户记录）
  • 商品标签、用户画像（人口属性、信用属性、社交、爱好…）
  • 用户关注、推荐模型
  • 基于集合的商品类别筛选

唯一性记录：点赞、签到、打卡（用户记录）

即用被点赞的记录作为key，用户作为set 的value进行维护。商品标签也是同样的道理。

用key（zan:v1001）来维护这条记录的所有点赞用户
用户u0001的点赞了这个记录：sadd zan:v1001 u0001
用户u0001的取消点赞这个记录：srem zan:v1001 u0001
用户u0001是否点赞了这个记录：sismember zan:v1001 u0001
这个记录点赞的所有用户：smembers zan:v1001
这个记录总点赞数：scard zan:v1001

基于集合的商品类别筛选

搜一款手机筛选条件如下：品牌ROG、机身内存1TB、CPU型号骁龙8+ Gen 1
可以用Redis set来实现

# sadd key (brand:ROG) value 该品牌手机型号
sadd brand:ROG ROG5s ROG6 ROG6pro ROG2 ROG3
# sadd key (cpud的分类key：cpu:8+Gen1) value 手机型号
sadd cpu:8+Gen1 ROG6 ROG6pro
sadd cpu:888 ROG5
# sadd key (ram的分类key：ram:1TB) value 手机型号
sadd ram:1TB ROG6 ROG6pro# 搜一款手机筛选条件如下：品牌ROG、机身内存1TB、CPU型号骁龙8+ Gen 1
sinter brand:ROG cpu:8+Gen1 ram:1TB

Redis各数据结构命令、源码分析、应用场景

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