redis内部存储结构

一.redis基础

--安装步骤省略...

--连接远程命令:

redis ./redis-cli -h 192.168.100.109  -p  6379

--启动命令：

redis-server /path/redis.conf(设置daemonize yes可以以守护进程的方式启动)

 --停止redis：

优雅停止：redis-cli SHUTDOWN

当redis收到SHUTDOWN命令后，会先断开所有客户端连接，然后根据配置执行持久化，最终完成退出.

强行停止：kill -9 ...

会造成未持久化的数据丢失.

二.内部存储结构：

1. string:

　　它能存储任何形式的字符串，包括二进制数据。你可以用它存储用户的邮箱、json化的对象甚至是图片。一个字符类型键允许存储的最大容量是512M。

　　String类型通过 int、SDS(simple dynamic string)作为结构存储，int用来存放整型数据，sds存放字节/字符串和浮点型数据。

　　redis3.2分支引入了五种sdshdr类型，每次在创建一个sds时根据sds的实际长度判断应该选择什么类型的sdshdr，不同类型的sdshdr占用的内存空间不同。

len;//表示当前sds的长度(单位是字节)；

alloc; //表示已为sds分配的内存大小(单位是字节)；

flags; //用一个字节表示当前sdshdr的类型；

buf[];//sds实际存放的位置

2. list:

　　列表类型(list)可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素或者获得列表的某一个片段，内部使用双向链表实现。

　　redis3.2之前，List类型的value对象内部以linkedlist或者ziplist来实现, 当list的元素个数和单个元素的长度比较小的时候，Redis会采用ziplist（压缩列表）来实现来减少内存占用。否则就会采用linkedlist（双向链表）结构。

　　redis3.2之后，列表的底层都由一种叫quicklist的数据结构来存储list。双向链表在链表两端进行push和pop操作，在插入节点上复杂度比较低，但是内存开销比较大；ziplist存储在一段连续的内存上，所以存储效率很高，但是插入和删除都需要频繁申请和释放内存；quicklist仍然是一个双向链表，只是列表的每个节点都是一个ziplist，其实就是linkedlist和ziplist的结合，quicklist中每个节点ziplist都能够存储多个数据元素。

 

3. hash类型：

map提供两种结构来存储，一种是hashtable、另一种是前面讲的ziplist，数据量小的时候用ziplist. 在redis中，哈希表分为三层，分别是：

--dictEntry：

　　管理一个key-value，同时保留同一个桶中相邻元素的指针，用来维护哈希桶的内部链。

--dictht：

　　实现一个hash表会使用一个buckets存放dictEntry的地址，一般情况下通过hash(key)%len得到的值就是buckets的索引，这个值决定了我们要将此dictEntry节点放入buckets的哪个索引里,这个buckets实际上就是我们说的hash表。dict.h的dictht结构中table存放的就是buckets的地址。

--dict：

　　dictht实际上就是hash表的核心，但是只有一个dictht还不够，比如rehash、遍历hash等操作，所以redis定义了一个叫dict的结构以支持字典的各种操作，当dictht需要扩容/缩容时，用来管理dictht的迁移。

 

 　　我们要将一个数据存储到hash表中，那么会先通过murmur计算key对应的hashcode，然后根据hashcode取模得到bucket的位置，再插入到链表中。

4. set集合类型：

　　集合类型中，每个元素都是不同的，也就是不能有重复数据，同时集合类型中的数据是无序的。一个集合类型键可以存储至多 2^32-1 个 。集合类型和列表类型的最大的区别是有序性和唯一性。集合类型的常用操作是向集合中加入或删除元素、判断某个元素是否存在。由于集合类型在redis内部是使用的值为空的散列表(hash table)，所以这些操作的时间复杂度都是O(1).

　　Set在的底层数据结构以intset或者hashtable来存储。当set中只包含整数型的元素时，采用intset来存储，否则，采用hashtable存储，但是对于set来说，该hashtable的value值用于为NULL，通过key来存储元素。

 

 

5. 有序集合：

　　在集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联了一个分数，这使得我们不仅可以完成插入、删除和判断元素是否存在等集合类型支持的操作，还能获得分数最高(或最低)的前N个元素、获得指定分数范围内的元素等与分数有关的操作。虽然集合中每个元素都是不同的，但是他们的分数却可以相同。

 

 

　　zset类型的数据结构就比较复杂一点，内部是以ziplist或者skiplist+hashtable来实现，这里面最核心的一个结构就是skiplist，也就是跳跃表。