redis五种常见的数据结构
文章目录
- 概述
- 一、对象的类型和编码
- 二、五种数据结构
- 五种数据结构的底层实现结构
- 1、字符串(String)
- 1)int 编码
- 2)embstr 编码
- 3)raw 编码
- 2、列表(List)
- 1)ziplist 编码
- 2)linkedlist 编码
- 3、哈希(Hash)
- 1)ziplist 编码
- 2)hashtable 编码
- 4、集合(Set)
- 1)intset 编码
- 2)hashtable 编码
- 5、有序集合(Sorted Set)
- 1)ziplist 编码
- 2)skiplist 编码
概述
Redis的五种数据结构也叫五种不同类型的对象(字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象和有序集合对象),是由六种底层数据结构(简单动态字符串,双端链表,字典,压缩列表,整数集合)实现的,每种对象都用到至少一种底层数据结构。
如果对六种底层数据结构不熟悉,可以先看看这篇文章:
Redis六种底层数据结构
一、对象的类型和编码
每次在Redis的数据库中新创建一个键值对时,至少会创建两个对象,一个用做键值对的键,另一个用做键值对的值。
Redis中的每个对象都由一个redisObject结构表示,该结构有三个属性:type、encoding和ptr属性。
- type属性记录了对象的类型(字符串、列表、哈希、集合、有序集合);
- encoding属性记录了对象所使用的底层实现结构(简单动态字符串(SDS),双端链表,字典,压缩列表,整数集合)
- ptr属性是指向底层数据结构的指针。
二、五种数据结构
五种数据结构的底层实现结构
数据结构 | 底层实现结构 |
---|---|
字符串(String) | int、embstr(连续的SDS内存结构)或者raw(不连续的SDS内存结构) |
列表(List) | ziplist(压缩列表) 或者 linkedlist (双向链表) |
哈希(Hash) | ziplist(压缩列表) 或者 hashtable(哈希表) |
集合(Set) | intset(整数集合) 或者 hashtable(哈希表) |
有序集合(Sorted Set) | ziplist(压缩列表) 或者 skiplist(跳跃表) |
1、字符串(String)
字符串对象的编码可以是int、embstr(连续的SDS内存结构)或者raw(不连续的SDS内存结构)。
1)int 编码
如果一个字符串对象保存的是整数值,并且这个整数值可以用long类型来表示,则ptr属性指向一个整数值,并将字符串对象的编码设置为int。
2)embstr 编码
如果字符串对象保存的是一个字符串值,并且这个字符串值对的长度小于等于32字节,那么字符串对象将使用embstr编码的方式来保存这个字符串值。
使用embstr编码的字符串对象来保存短字符串值有如下好处:
- embstr编码将创建字符串对象所需的内存分配次数从raw编码的两次降低为一次;
- 释放embstr编码的字符串对象只需要调用一次内存释放函数;
- embstr编码的字符串对象能够更好地利用缓存带来的优势。
3)raw 编码
如果字符串对象保存的是一个字符串值,并且这个字符串值的长度大于32字节,那么字符串对象将使用一个简单东阿泰字符串(SDS)来保存这个字符串值,并将对象的编码设置为raw。
注:
在Redis中,int、long和double类型都作为字符串保存。
2、列表(List)
列表对象的编码可以使 ziplist 或者 linkedlist。
1)ziplist 编码
ziplist编码的列表对象使用压缩列表作为底层实现,每个压缩列表节点保存了一个列表元素。
2)linkedlist 编码
linkedlist编码的列表对象使用双端链表作为底层实现,每个双端链表节点都保存了一个字符串对象,而每个字符串对象都保存了一个列表元素。
3、哈希(Hash)
哈希对象的编码可以是 ziplist 或者 hashtable。
1)ziplist 编码
ziplist编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现。每当有新的键值对要加入到哈希对象时,程序会将保存了键的节点推入到压缩列表表尾,然后再将保存了值的节点推入到压缩列表表尾,所以:
- 保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起,保存键的节点在前,保存值的节点在后;
- 先添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表头方向,而后来添加的会被放在表尾方向。
2)hashtable 编码
hashtable编码的哈希对象使用字典作为底层实现,哈希对象中的每个键值对都是用一个字典键值对来保存:
字典中的每个键、每个值都是一个字符串对象,对象中分别保存了键值对的键和值。
4、集合(Set)
集合对象的编码可以是 intset 或者 hashtable。
1)intset 编码
intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现,集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合里面。
2)hashtable 编码
hashtable编码的集合对象使用字典作为底层实现,字典的每个键都是一个字符串对象,每个字符串对象包含一个集合元素,而字典的值则全部被设置为NULL。
5、有序集合(Sorted Set)
有序集合的编码可以使 ziplist 或者 skiplist 。
1)ziplist 编码
ziplist编码的压缩列表对象使用压缩列表作为底层实现,每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存,第一个节点保存元素的成员,而第二个元素则保存元素的分值。
压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序,分值较小的元素被放置在靠近表头的方向,而分值较大的元素责备放置在靠近表尾的方向。
2)skiplist 编码
skiplist编码的有序集合对象使用zset结构作为底层实现,一个zset结构包含一个字典和一个跳跃表:
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