Redis学习： 1、Redis五大经典数据类型源码及底层数据结构

Lyqfor

于 2024-11-04 06:49:42 发布

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分类专栏： Java实习工作文章标签： redis 学习数据结构缓存 java 算法数据库

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Redis学习：
1、Redis五大经典数据类型源码及底层数据结构

1、Redis五大经典数据类型源码及底层数据结构

面试题
1. Redis数据类型的底层数据结构
2. Redis五大经典类型：String、List、Hash、SET、ZSET
3. GEO底层使用的是ZSET，以经纬度对key进行打分，Bitmap底层使用的是string来存放bit数组
Redis源码
1. Redis是基于C语言进行开发
2. 在/src下的.c文件就是redis的源码实现，.h文件是一些定义(接口)
3. 或者去github看redis源码
Redis源码核心
1. Redis基本数据结构
  1. 只看一些基本数据结构，五大经典数据类型都是基于基本数据结构来实现
2. Redis数据库实现
  1. 数据库底层实现 db.c
  2. 数据库持久化 rdb.c aof.c
3. Redis服务端和客户端实现
4. 其他功能源码
5. 考什么就看什么，对文件进行分类
Redis是字典数据库存放KV键值对
1. 说明
  1. Redis既是KV键值对(dict.c)又是内存数据库(db.c)
  2. db.c启动数据库，然后dict.c形成字典，然后在字典中存放KV键值对，每个value都抽象为object.c对象
  3. dict.c形成字典，字典就是KV键值对，先生成db数据库，然后生成字典存放KV键值对
  4. 每个key都是string类型，每个value都被抽象为 redis-object 类型
2. 如何使用KV键值对在字典dict.c存储数据
  1. 先使用db.c生成数据库，然后使用dict.c生成字典，在字典中保存KV键值对，所有的key都是String类型，value都被抽象为object类型
  2. redis所有的key都是string类型，所有的value都是redis-object类型，其中object被具体实现为string、list、hash、set、zset等
3. 十大类型：大多都是基于五大经典数据类型实现
  1. 五大经典类型：String、List、Hash、Set、Zset
  2. 五大新类型：GEO(ZSET)、HyperLogLog(STRING)、Bitmap(STRING)、Bitfield(STRING)、Stream，底层大多也是使用五大经典数据类型实现
4. 上帝视角启动redis服务器
  1. redis-server启动后先根据db.c创建数据库，再根据dict.c在数据库中创建字典，在字典中以dictHash的形式存放KV键值对，内部有一个keys表，每个key均指向一个object抽象类型的value，并具体实现不同的数据类型
5. redisObject抽象结构体
  1. KV键值对从dictEntry -> redisObject
    1. Redis使用字典来存放KV键值对，每一个KV键值对都对应一个dictEntry，每个dictEntry中都有一个key和value指针，分别指向redisObject对象，暴露给用户的是Hash\string\list等数据类型，但底层是SDS、压缩列表和哈希表等具体实现
    2. KV键值对底层是dictEtry，但暴露给用户是redisObject
    3. Redis每个KV键值对(对象)都有一个dictEntry(类似HashMap的Entry)，存放一个key和一个value，每一个key和value都指向一个redisObject
    4. redis中每个key的value都是一个object结构体
    5. 将KV键值对的value抽象为Object结构体对象，不同数据类型分别具体实现
    6. redis是字典数据库，字典中存放KV键值对，每个key都是字符串，其对应的value都是redsiObject结构体对象
    7. C语言struct结构体
      1. struct type_name {属性定义} object_name(可选定义变量);
      2. typedef关键字定义结构体，此时定义变量时不需要加struct关键字 ![[Pasted image 20241102205231.png]]
  2. KV键值读取流程
    1. Redsi底层使用字典dict存放KV键值对，每个KV键值对都有一个dictEntry来存放key和value，每个key和value都指向一个redisObject对象并暴露给用户表示具体的数据类型，而每个redisObject对象内部都有一个指针指向具体类型的实现，即实现数据类型的数据结构
    2. 每个KV键值对都对应一个dictEntry存放key和value，其中每个key和value都指向一个redisObject对象，**在redisObject对象中通过type表明数据类型，并通过指针指向具体实现的数据结构
6. Redis存放KV键值对具体实现
  1. 当redis-server启动时会先根据db.c创建一个数据库，然后在数据库中根据dict.c创建一个字典，并创建hashtable，然后每添加一个KV键值对，就在dicthashtable中创建一个dictEntry来存放当前KV键值对的key和value，且每个key和value均指向一个redisObject对象，在redisObject对象中标明当前数据类型type，并指向具体的实现结构

五大经典数据类型底层源码以及底层数据结构
1. redis数据类型与底层数据结构总纲
1. redis底层使用dictEntry保存KV键值对，内部有一个key和一个value，每个key和value都指向一个redsiObject，并在redisObject中通过type指明数据类型，然后通过ptr指向具体实现的数据结构
2. 总体数据结构大纲：SDS动态字符串、双向链表、压缩列表ziplist(7之后就不再使用，为了兼容性继续保留)、哈希表hashlist、跳表skiplist、整数集合intset、快速列表quicklist、紧凑列表listpack
3. Redis7之后就不在使用zipList压缩列表，而是引入了listpack紧凑列表，此时String(SDS动态字符串)、SET(哈希表+整数数组)、ZSET(跳表+紧凑列表)、Hash(哈希表+紧凑列表)、List(快表) 在这里插入图片描述

 2. 从 set hello world 开始
 	1. 当redis-server启动时，会加载server.h，在期内定义了很多常亮和方法，然后调用 db.c 创建redis内部的数据库，然调用dict.c创建字典，并在字典中创建hashtable来存放KV键值对，每个键值对都有一个dictEntry存放到ht中，其内存放了KV键值对的key和value，且**key是string类型的，指向一个SDS对象**(**Redis没有使用C语言的字符数组，而是自定义SDS存放字符串**)，**value指向一个redisObject对象**，**在redisObject对象中通过type指明该对象的数据类型，用encoding指明数据结构，然后通过 ptr指针指向该数据类型的具体实现数据结构**![[Pasted image 20241103095904.png]]
 	2. 每一个KV键值对的dictEntry中均存放着一个key和一个value，**其中key是string类型的，指向一个SDS对象(Redis没有使用C语言的字符数组存放字符串，而是自定义了SDS)**，而**value均指向redisObject对象**，**用type表明value的数据类型**，**用encoding表明该类型底层数据结构**，**用ptr指向具体实现的数据结构**
 	3. key是string类型，指向一个SDS对象，每个KV键值对都有一个dictEntry，当根据key获得value时，**先判断key是不是指定的key**，**如果是则返回该dictEntry中的value所指向的RedisObject对象**，**当key匹配时，返回value所指向的RedisObject对象**
 3. **RedisObject对象**的结构
 	1. **encoding表示底层存储的编码类型，同一个数据类型的底层编码可能不同**
 	2. 每个KV键值对的value都是一个redisObject对象，**用type表明具体的数据类型**，**用encoding表明具体的数据结构**，然后**用ptr指向具体数据结构实现**