Redis的底层数据结构是什么？

Question

我试图在一个明确的列表中回答两个问题：

1. Redis的底层数据结构是什么？
2. 每种类型的主要优点/缺点/用例是什么？

因此，我读过Redis列表实际上是用链接列表实现的。但是对于其他类型，我无法提取任何信息。同样，如果有人偶然发现了这个问题，而又对修改或访问不同数据结构的优缺点没有一个高层次的总结，那么他们将有完整的清单，列出
何时可以最佳地使用特定类型 进行引用。

具体来说，我希望概述所有类型：字符串，列表，集合，zset和哈希。

到目前为止，我已经看过这些文章，其中包括：

• http://redis.io/topics/data-types
• http://redis.io/topics/data-types-intro
• http://redis.io/topics/faq

Answer 1

我将尝试回答您的问题，但首先我会从一开始可能看起来很奇怪的事情开始：如果您对Redis内部不感兴趣， 则不必在意
内部如何实现数据类型。原因很简单：对于每个Redis操作，您都会在文档中找到时间复杂度，并且，如果您拥有一组操作和时间复杂度，则唯一需要做的就是了解内存使用情况的一些线索（而且我们会根据数据进行很多优化，获取这些数据的最佳方法是进行一些琐碎的实际测试。

但是，正如您所问的那样，这是每种Redis数据类型的基础实现。

• 字符串 是使用C动态字符串库实现的，因此我们无需为附加操作中的分配支付费用（渐近而言）。这样，例如，我们有O（N）个附加项，而不是具有二次行为。
• 列表 通过链接列表实现。
• 集 和 散列 与哈希表来实现。
• 排序集 通过跳过列表（平衡树的一种特殊类型）实现。

但是，如果列表，集合和排序集合的项目数少且最大值大，则使用不同的，更紧凑的编码。对于不同的类型，此编码有所不同，但是其特征在于它是一个紧凑的数据块，经常对每个操作强制执行O（N）扫描。由于我们仅将这种格式用于小对象，因此这不是问题。扫描一个小的O（N）Blob可以
忽略高速缓存， 因此从实践上讲它是非常快的，并且当元素过多时，编码会自动切换到本机编码（链接列表，哈希等）。

但是您的问题不仅仅在于内部，而是您 要使用哪种类型来完成任务？ 。

弦乐

这是所有类型的基本类型。它是四种类型之一，也是复杂类型的基本类型，因为List是字符串列表，Set是一组字符串，依此类推。

在要存储HTML页面的所有显而易见的情况下，以及在避免转换已编码数据的情况下，Redis字符串都是一个好主意。因此，例如，如果您具有JSON或MessagePack，则可以将对象存储为字符串。在Redis
2.6中，您甚至可以使用Lua脚本来操纵这种对象服务器端。

字符串的另一种有趣用法是位图，通常是字节的随机访问数组，因为Redis导出命令以访问字节的随机范围甚至单个位。例如，查看以下优秀博客文章：使用Redis的Fast
Easy实时指标。

清单

当您可能只触摸列表的极端时（靠近尾巴或靠近头部），列表是不错的选择。列表不是很好的分页内容，因为随机访问速度很慢，O（N）。因此，列表的良好用法是普通队列和堆栈，或者使用具有相同源和目标的RPOPLPUSH在循环中处理项目以“旋转”项目环。

当我们只想创建N个项目的封顶集合时， 通常 我们只访问顶部或底部项目，或者当N小时，列表也很好。

套装

集合是无序的数据集合，因此每次您拥有一个项目集合时它们都很好，并且以非常快速的方式检查集合的存在或大小非常重要。关于集的另一件很酷的事情是支持偷看或弹出随机元素（SRANDMEMBER和SPOP命令）。

集合也可以很好地表示关系，例如“用户X的朋友是什么？” 等等。但是，正如我们将看到的，用于这种东西的其他好的数据结构是排序集。

集合支持复杂的操作，例如交集，并集等，因此，当您有数据并且想要对该数据执行转换以获得一些输出时，这是一种以“计算”方式使用Redis的良好数据结构。

小集合以非常有效的方式编码。

散列

散列是代表由字段和值组成的对象的理想数据结构。散列字段也可以使用HINCRBY自动增加。当您有对象（例如用户，博客文章或其他类型的 项目）时
，如果您不想使用自己的编码（例如JSON或类似格式），则很可能需要使用哈希。

但是，请记住，Redis非常有效地编码了小哈希，并且您可以要求Redis以非常快速的方式原子地获取，设置或递增各个字段。

哈希还可以用于使用引用来表示链接的数据结构。例如，查看lamernews.com评论的实现。

排序集

除列表外， 排序集是 唯一其他可维护有序元素的数据结构 。您可以使用排序集来做很多很酷的事情。例如，您可以在Web应用程序中拥有各种 Top
Something 列表。按分数排名最高的用户，按浏览量排名的最高帖子，排名最高的东西，但是一个Redis实例将支持每秒大量的插入和get-top-
elements操作。

像常规集一样，已排序的集可用于描述关系，但是它们也允许您分页项目列表并记住排序。例如，如果我记得带有排序集的用户X的朋友，我可以轻松地按照接受的朋友的顺序记住他们。

排序集适合于优先级队列。

排序集就像更强大的列表一样，从列表中间插入，删除或获取范围总是非常快。但是它们使用更多的内存，并且是O（log（N））数据结构。

结论

我希望我在这篇文章中提供了一些信息，但是从http://github.com/antirez/lamernews下载lamernews的源代码并了解其工作原理要好得多。Lamer
News内部使用了Redis的许多数据结构，并且有很多线索可以用来解决给定的任务。

抱歉语法错误，在这里是午夜，又太累了，无法阅读这篇文章;）