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对于Redis的学习-Redis的数据结构

1,String

简介

,字符串类型,可以包含任何数据,最大可以是512MB,内部的实现结构和ArrayList类似,采用内分配冗余的形式,来减少内存的频繁分配(降低CPU压力)

struct SDS {

// 数组容量

T capacity;

// 数组长度

T len;

// 特殊标识位

byte flags;

// 数组内容

byte[] buf;

}

即在创建字符串的时候,len 的长度就是capacity,当需要修改时,如果存储容量不够的话,就会进行扩容,当字符串的容量小于1mb时,就会执行加倍扩容,即扩容到2*capacity,当容量大于1MB时,每次多增加1MB。

常见的指令

set name zhencong --存放字符串键值对

mset name zhencong age 18 --批量存放键值对

SETNX name zhencong --如果不存在key为name,那么就设置value(分布式锁的原理) get name -- 获取key

mget name age --批量获取key

DEL key -- 删除key

expire key 60 --设置过期时间,单位为秒

INCR key -- 将key中存储的数字加1

DECR key -- 将key中存储的数字减1

INCRBY key 2 --将key中存储的值都加上2

DECRBY key 2 --将key中存储的值都减去2

需要注意的是,尽量避免同时操作大批量的key,比如给所有的key设置过期时间,因为redis是单线程的,如果操作耗费太多时间,会造成redis的假死(暂时不对外提供服务)

使用场景

1,不需要持久化的数据或者频繁更新的数据,比如验证码,点赞数

2,对象缓存

可以通过序列化工具类,来缓存java对象,比如将某个对象序列化为json,需要用的时候再取出来,反序列化。常见的使用方式有mybatis二级缓存,接口级别缓存等等。

3,使用setnx来实现分布式锁,(使用分布式锁时一定要设置过期时间,防止不能释放锁,造成死锁)

4,可以用incr,decr来实现点赞数

5,分布式全局id

在一个大型的系统下,如果涉及到分库分表后,mysql 的自增id,肯定满足不了需要,如果用户量不大,可以每次从redis 这里通过自增获取id,但是如果用户量大,每次都拿肯定会给redis造成压力,可以一次取1000个,放本地缓存里,等用完了再去取。

2,Hash

简介

是一个key-value的键值对,和java里的hashMap相似,当数据量较小是采用的是ziphash(默认),当数据量较大时采用hashtable。至于什么转换可以在配置文件进行配置。

hash-max-ziplist-entries 512 //配置当field-value超过512时(合起来1024),使用hashtable编码 hash-max-ziplist-value 64 //配置当key的单个field或value长度超过64时,使用hashtable编码

常用指令

hset hash name zhencong --设置值,

hget hash name -- 获取值

hmset hash name zhencong age 18 --批量设置

hmget hash name age --批量获取

hgetall hash 获取key的所有值

hkeys hash 获取hashmap中所有的key

hvals hash 获取hashmap中所有的value

应用场景

1,可以用于存储系统中对象的数据。

2,也可以用于做缓存,来解决数据一致性的问题(不推荐)。

3,List

redis的list为quickList(快速链表)即多个ziplist(压缩链表)组合起来的。如图所示:

ziplist;当数组容量较小的时候,会开辟一个连续的内存空间,只有当数组容量过多的时候,才会改为quickList,这样做的好处就是,如果采用普通的链表,当我们节点只存int类型的数据,还需要开辟两个指针,连接节点的上一个元素和下一个元素,会比较浪费空间。所以采用了quickList的方式,既能满足快速插入删除性能,又不会出现太大的空间浪费。

这么做也有缺点,就是当我们的list要变动时,肯定会涉及到内存重新分配和数据拷贝,这个是很影响性能的,list越大,修改元素的代价越大,所以一般我们不会存储过多元素。

redis的list是按插入顺序排序的,可以添加的一个节点到链表的头部(头插)或者尾部(尾插),是一个双向链表,对两端的操作性能会比较高,对中间节点的操作性能相对来说较差(因为得通过指针对遍历对应的节点)。

常用指令

rpush myList valu5e1 --向 list 的头部(右边)添加元素

rpush myList value2 value3 --向list的头部(最右边)添加多个元素

lpop myList # 将 list的尾部(最左边)元素取出

lpush myList2 value1 --尾插

使用场景

可以实现栈和队列,需要注意的是,push和pop的操作是原子性的,所以操作redis的时候,直接用就行了,不要把list读出来,通过java修改,再放回去,这样不能保证数据一致性。(先读先写或先读后写)

4,Set

redis的set和list相似,只不过可以自动去重。(java的set也可以自动去重)。

当你需要存储一个没有重复数据的列表时就可以选择set,同时set也可以判断某个数据在不在集合里面。

set的底层结构是一个value为null的哈希表,也就意味着他的时间复杂度为O(1),也就意味着即使数据再多,查找的时间也是一样的。

使用场景

可以用来计算多个数据源的交集或并集

5,SortedSet

和set很相似,sortedSet是一个有序不重复的列表。SortedSet里面的每个节点都关联了一个权重,用来排序。(集合里的每个节点是唯一的,但是评分却可以是相同的),利用这个特性我们可以利用redis来实现排行榜。也可以很快速的获取到一个区间内的节点。

SortedSet的底层是hash和跳表(一个很典型的数据机构,牺牲空间来换取时间)。hash的作用是存储每个节点和权重,跳表的作用是用来快速获取一个区间里的节点。

redis常用的数据机构就是以上五种,还有一些不常用的

使用场景

直播系统的实时排行榜

进阶篇:

6,Geospatial

地理位置的缩写,可以表示一个区域的二维坐标,redis提供了经纬度设置,查询,范围查询,距离查询,经纬度hash等操作。

使用场景

可以用来计算距离最近的门店

7,BloomFilter(布隆过滤器)

布隆过滤器是一段很长的二进制向量和一系列随机映射函数,用来快速检索一个元素是否在一个集合里。但是他的准确率不是百分之百,有可能判断失误。因此他不适合零失误的场景。

优点:1,支持海量数据场景下,判断元素是否存在。

2,存储空间占用量小,不存储数据本身,存储的是hash值

3,不存储数据本身,可以用来存储加密数据

缺点:不支持计数,同一个元素可以多次插入,而且效果是相同的。

使用场景:用来解决缓存穿透问题


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