Redis 介绍

Redis 介绍

Redis 是一种键值(Key-Value)数据库，叫做非关系数据库，只能通过键来查询值，改结构使得 Redis 读写效率很快。

用途： Redis 主要是内存数据库，数据是存储在内存中，虽然常被用作内存数据库，也支持将数据存储在硬盘中。

特点： Redis 的键数据类型是字符串，值得数据类型很多：字符串、列表、字典、集合、有序集合。

Redis 由多种数据结构来实现，主要出于时间和空间的考虑，当数据量小时使用压缩列表，当数据量大时使用链表，为了保证速度又要和数组结合就采用散列表。

列表

特点： 支持存储一组数据。

实现方式：

1. 压缩列表(ziplist)
2. 双向循环列表

压缩列表

当列表存储的 数据量比较小 ，就采用压缩列表的方式，需要满足两个条件：

• 列表保存的单个数据小于 64 字节；
• 列表中数据个数小于 512 个。

压缩列表： Redis 设计的一种数据存储结构，类似于数组，通过连续的内存空间，来存储数据。

与数组不同点： 数组要求每个数据大小相同，但是压缩列表允许存储不同长度的数据。

压缩列表优点：

• 比较节省内存，可以支持不同类型数据的存储；
• 数据存储在一片连续的内存空间，通过键来获取值为列表类型的数据，读取效率高。

双向循环列表

当 数据量比较大时 ，需要使用双向循环列表来实现存储数据。

单向链表： 单向链表只有一个方向，节点只有一个后继指针指向后面的节点。

双向链表： 双向链表，支持两个方向，每个节点不止有一个后继指针指向后面的节点，还有一个前驱指针指向前面的节点。

字典

特点： 用来存储一组数据对，每个数据对包含键值两部分。

实现方式：

1. 压缩列表
2. 散列表

压缩列表

存储的数据量比较小的情况下，Redis 才使用压缩列表来实现字典类型，满足两个条件：

• 字典中保存的键和值得大小都要小于64字节。
• 字典中键值对的个数要小于512个。

散列表

不满足以上两个条件，Redis 使用散列表来实现字典类型。

使用 MurmurHash 这种运行速度快、随机性好的哈希算法作为哈希函数，哈希冲突问题使用链表法来解决。

Redis 还支持散列表的动态扩容、缩容。

数据动态增加： 装载因子大于1，Redis 会触发扩容，将散列表扩大为原来的2倍左右。

数据动态减少： 装载因子小于0.1，Redis 会触发缩容，缩小为字典中数据个数的大约2倍左右。

扩容缩容需要做大量数据搬移和哈希值的运算，采用 渐进式扩容缩容策略 ，将数据搬移分批次进行，避免大量数据一次性搬移导致服务停顿。

集合

用来存储一组不重复的数据，有两种实现方式：

1. 基于有序数组
2. 散列表

有序数据

需要满足两个条件：

• 存储的数据都是整数；
• 存储的数据元素不超过512个。

散列表

不满足以上两个条件

有序集合

两种实现方式：

• 压缩列表
• 跳表

压缩列表

当数据量比较小，满足一下两个条件：

1. 所有数据大小都小于64字节；
2. 元素个数小于128。

跳表

用来存储一组数据，并且每个数据都会有一个得分，通过得分大小，将数据组织处跳表的数据结构，用来支持快速地按照得分、得分区间来获取数据。

数据结构持久化

将内存的数据存储到硬盘中，当断电时，存储在 Redis 中的数据也不会丢失。

• 清除原有的数据结构，只将数据存储到磁盘中，当需要从磁盘还原数据到内存时，再重新将数据组织成原来的数据结构。目前 Redis 采用的就是这种持久化思路，缺点是需要重构数据结构。
• 保留原来的存储格式，将数据按照原有格式存储在磁盘中。