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Redis開創(chuàng)了一種新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)思路，使用Redis，我們不用在面對功能單調(diào)的數(shù)據(jù)庫時(shí)，把精力放在如何把大象放進(jìn)冰箱這樣的問題上，而是利用Redis靈活多變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作，為不同的大象構(gòu)建不同的冰箱。

Redis常用數(shù)據(jù)類型

Redis最為常用的數(shù)據(jù)類型主要有以下五種：

• String
• Hash
• List
• Set
• Sorted set

在具體描述這幾種數(shù)據(jù)類型之前，我們先通過一張圖了解下Redis內(nèi)部內(nèi)存管理中是如何描述這些不同數(shù)據(jù)類型的：

首先Redis內(nèi)部使用一個(gè)redisObject對象來表示所有的key和value,redisObject最主要的信息如上圖所示：type代表一個(gè)value對象具體是何種數(shù)據(jù)類型，encoding是不同數(shù)據(jù)類型在redis內(nèi)部的存儲(chǔ)方式，比如：type=string代表value存儲(chǔ)的是一個(gè)普通字符串，那么對應(yīng)的encoding可以是raw或者是int,如果是int則代表實(shí)際redis內(nèi)部是按數(shù)值型類存儲(chǔ)和表示這個(gè)字符串的，當(dāng)然前提是這個(gè)字符串本身可以用數(shù)值表示，比如:"123" "456"這樣的字符串。

這里需要特殊說明一下vm字段，只有打開了Redis的虛擬內(nèi)存功能，此字段才會(huì)真正的分配內(nèi)存，該功能默認(rèn)是關(guān)閉狀態(tài)的，該功能會(huì)在后面具體描述。通過上圖我們可以發(fā)現(xiàn)Redis使用redisObject來表示所有的key/value數(shù)據(jù)是比較浪費(fèi)內(nèi)存的，當(dāng)然這些內(nèi)存管理成本的付出主要也是為了給Redis不同數(shù)據(jù)類型提供一個(gè)統(tǒng)一的管理接口，實(shí)際作者也提供了多種方法幫助我們盡量節(jié)省內(nèi)存使用，我們隨后會(huì)具體討論。

下面我們先來逐一的分析下這五種數(shù)據(jù)類型的使用和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式：

• String

  常用命令：

  set,get,decr,incr,mget 等。

  應(yīng)用場景：

  String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型，普通的key/value存儲(chǔ)都可以歸為此類，這里就不所做解釋了。

  實(shí)現(xiàn)方式：

  String在redis內(nèi)部存儲(chǔ)默認(rèn)就是一個(gè)字符串，被redisObject所引用，當(dāng)遇到incr,decr等操作時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)成數(shù)值型進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)redisObject的encoding字段為int。

• Hash

  常用命令：

  hget,hset,hgetall 等。

  應(yīng)用場景：

  我們簡單舉個(gè)實(shí)例來描述下Hash的應(yīng)用場景，比如我們要存儲(chǔ)一個(gè)用戶信息對象數(shù)據(jù)，包含以下信息：

  用戶ID為查找的key，存儲(chǔ)的value用戶對象包含姓名，年齡，生日等信息，如果用普通的key/value結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)，主要有以下2種存儲(chǔ)方式：

  

  第一種方式將用戶ID作為查找key,把其他信息封裝成一個(gè)對象以序列化的方式存儲(chǔ)，這種方式的缺點(diǎn)是，增加了序列化/反序列化的開銷，并且在需要修改其中一項(xiàng)信息時(shí)，需要把整個(gè)對象取回，并且修改操作需要對并發(fā)進(jìn)行保護(hù)，引入CAS等復(fù)雜問題。

  

  第二種方法是這個(gè)用戶信息對象有多少成員就存成多少個(gè)key-value對兒，用用戶ID+對應(yīng)屬性的名稱作為唯一標(biāo)識(shí)來取得對應(yīng)屬性的值，雖然省去了序列化開銷和并發(fā)問題，但是用戶ID為重復(fù)存儲(chǔ)，如果存在大量這樣的數(shù)據(jù)，內(nèi)存浪費(fèi)還是非常可觀的。

  那么Redis提供的Hash很好的解決了這個(gè)問題，Redis的Hash實(shí)際是內(nèi)部存儲(chǔ)的Value為一個(gè)HashMap，并提供了直接存取這個(gè)Map成員的接口，如下圖：

  

  也就是說，Key仍然是用戶ID, value是一個(gè)Map，這個(gè)Map的key是成員的屬性名，value是屬性值，這樣對數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過 key(用戶ID) + field(屬性標(biāo)簽) 就可以操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了，既不需要重復(fù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，也不會(huì)帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題。很好的解決了問題。

  這里同時(shí)需要注意，Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù),但是如果內(nèi)部Map的成員很多，那么涉及到遍歷整個(gè)內(nèi)部Map的操作，由于Redis單線程模型的緣故，這個(gè)遍歷操作可能會(huì)比較耗時(shí)，而另其它客戶端的請求完全不響應(yīng)，這點(diǎn)需要格外注意。

  實(shí)現(xiàn)方式：

  上面已經(jīng)說到Redis Hash對應(yīng)Value內(nèi)部實(shí)際就是一個(gè)HashMap，實(shí)際這里會(huì)有2種不同實(shí)現(xiàn)，這個(gè)Hash的成員比較少時(shí)Redis為了節(jié)省內(nèi)存會(huì)采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲(chǔ)，而不會(huì)采用真正的HashMap結(jié)構(gòu)，對應(yīng)的value redisObject的encoding為zipmap,當(dāng)成員數(shù)量增大時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時(shí)encoding為ht。

• List

  常用命令：

  lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。

  應(yīng)用場景：

  Redis list的應(yīng)用場景非常多，也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，比如twitter的關(guān)注列表，粉絲列表等都可以用Redis的list結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，比較好理解，這里不再重復(fù)。

  實(shí)現(xiàn)方式：

  Redis list的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)雙向鏈表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的內(nèi)存開銷，Redis內(nèi)部的很多實(shí)現(xiàn)，包括發(fā)送緩沖隊(duì)列等也都是用的這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

• Set

  常用命令：

  sadd,spop,smembers,sunion 等。

  應(yīng)用場景：

  Redis set對外提供的功能與list類似是一個(gè)列表的功能，特殊之處在于set是可以自動(dòng)排重的，當(dāng)你需要存儲(chǔ)一個(gè)列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，set是一個(gè)很好的選擇，并且set提供了判斷某個(gè)成員是否在一個(gè)set集合內(nèi)的重要接口，這個(gè)也是list所不能提供的。

  實(shí)現(xiàn)方式：

  set 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個(gè) value永遠(yuǎn)為null的HashMap，實(shí)際就是通過計(jì)算hash的方式來快速排重的，這也是set能提供判斷一個(gè)成員是否在集合內(nèi)的原因。

Sorted set

常用命令：

zadd,zrange,zrem,zcard等

使用場景：

Redis sorted set的使用場景與set類似，區(qū)別是set不是自動(dòng)有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個(gè)優(yōu)先級(score)的參數(shù)來為成員排序，并且是插入有序的，即自動(dòng)排序。當(dāng)你需要一個(gè)有序的并且不重復(fù)的集合列表，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如twitter 的public timeline可以以發(fā)表時(shí)間作為score來存儲(chǔ)，這樣獲取時(shí)就是自動(dòng)按時(shí)間排好序的。

實(shí)現(xiàn)方式：