redis中的数据结构和编码详解_Redis

来源:脚本之家  责任编辑:小易  

这两个区别还是挺大的,他们是计算机中两个相对比较独立的分支。数据库顾名思义,就是存储数据的仓库(这个比较直译),它能够将程序中处理的数据信息按一定的形式存储起来,之所以用到数据库可以体现数据的整体性和安全性,这两点是重要和必要的,比较常用的数据库(现在常用的都是面向查询的SQL数据库)有IDM公司的DB2,甲骨文公司的Oracle和MySQL,微软的SQLServer和Access数据库,Android平台的SQL lite。其实他们的基本语法都是相同的,因为他们都是支持标准SQL语言的。软件和Web开发一般都会有数据库的存在,他一般可以存储用户的信息,各种业务逻辑需要的数据(不知道这么说你请不清楚?数据结构则相对来说与算法,思维逻辑有点关系,好的数据结构在编程过程中能起到容易理解,减少时间复杂度和空间复杂度。如常用的数据结构有线性表,队列和栈,树(重要的有二叉树,B+,B-,排序树,平衡树等),图等。感觉你应该是刚入门,或不是计算机专业的吧,说太多可能你也不太清楚,如果要学习好其中他们中的一个都不是很容易的,相对比较好入门的是数据库,但是单纯的用SQL语句操作数据库是没有意义的,必须在实际的应用程序中通过相应的程序语言如JAVA,C++,C#等来进行操作访问数据库。如果是计算机专业的,慢慢学习就会知道的,计算机学习的东西比较多,还是要靠时间来积累的。好吧,就说这么多吧www.zgxue.com防采集请勿采集本网。

redis中的数据结构和编码:

其实,数据结构中的算法都是为实际应用服务的,你只需要把那些经典算法(比如Dijstra,Floyed,克鲁斯卡尔算法等)的思想学会了,然后再自己慢慢的在实践中掌握这些方法最好了,而且也不容易忘。

    背景:         1>redis在内部使用redisObject结构体来定义存储的值对象。         2>每种类型都有至少两种内部编码,Redis会根据当前值的类型和长度来决定使用哪种编码实现。         3>编码类型转换在Redis写入数据时自动完成,这个转换过程是不可逆的,转换规则只能从小内存编码向大内存编码转换。

它将权属管理与土地利用管理融为一体,建立农村与城镇地籍管理系统软件统一、数据结构统一、组织和管理方式统一,同时满足农村土地利用现状与城镇地籍管理要求,实现农村土地和城镇地籍的无缝一体化管理。

其实楼上的粘贴的答案并不正确,一般而言,并不是所有的数据结构都有这三种基本运算 比如多维数组,就没有插入和删除,可以看看,哪怕是二维数组,如果删除其中某个元素,用行还是列来顶替?顶替

    源码:

考试嘛,有时间就详 没就略咯 另:搞定老师最重要啦 哈哈哈

        值对象redisObject:

建筑设计总说明对结构设计是非常重要的,因为建筑设计总说明中会提到很多做法及许多结构设计中要使用的数据。比如:建筑物所处位置(结构中用以确定设防列 度及风载雪载),黄海标高(用以计算基础大小及

            typedef struct redisObject {

                unsigned type:4;                /* 对象类型 */

                unsigned encoding:4;            /* 内部编码 */

                unsigned lru:LRU_BITS;     /* lru time (relative to server.lruclock) */

                int refcount;                    /* 引用计数器,内存回收机制就是基于该值实现的 */

                void *ptr;                        /* 若要存储的是整数值则直接存储数据,否则表示指向数据的指针 */

            } robj;

        类型type:

            说明:查看当前键的类型:type key

            #define OBJ_STRING 0     /*字符串对象*/

            #define OBJ_LIST 1        /*列表对象*/

            #define OBJ_SET 2        /*集合对象*/

            #define OBJ_ZSET 3        /*有序集合对象*/

            #define OBJ_HASH 4        /*哈希对象*/

        编码encoding;

            说明:查看当前键的编码:object encoding key

            #define OBJ_ENCODING_RAW 0             /*Raw representation 简单动态字符串*/

            #define OBJ_ENCODING_INT 1             /*Encoded as integer long long类型整数*/

            #define OBJ_ENCODING_HT 2            /* Encoded as hash table 字典*/

            #define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3        /* Encoded as zipmap 压缩map*/

            #define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4     /* Encoded as regular linked list 双端链表*/

            #define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5         /* Encoded as ziplist 压缩列表*/

            #define OBJ_ENCODING_INTSET 6         /* Encoded as intset 整数集合*/

            #define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7     /* Encoded as skiplist 跳跃表*/

            #define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8         /* Embedded sds string encoding embstr编码的简单动态字符串*/

            #define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9     /* 基于压缩列表的双端列表实现的 快速表*/

        最后被访问的时间lru:

            概念:记录对象最后一次被访问的时间。

            说明:

                1>查看当前键的空闲时间(该命令不会更新lru字段);object idletime key 。可以通过scan + object idletime key 来收集长时间未被访问的数据,然后手动清理。

                2>当配置了maxmemory和maxmemory-policy=volatile-lru或者allkeys-lru时,若内存超过了上限(maxmemory)后,则优先回收长时间没有被访问的数据,从而回收内存。

        引用计数器refcount:    

            概念:记录当前对象被引用的次数,当refcount=0时,可以安全回收当前对象空间。

            说明:获取当前对象引用:object refcount key

    类型对应的编码:

        字符串:

            int:存放整形值的字符串。

            embstr:存放字符的短字符串(大小不超过44个字节)。

            raw:存放字符的长字符串(大小不超过44个字节)。

           

            embstr和raw的比较:

                raw调用2次内存分配函数,释放时当然也需要释放两次。

                embstr调用1次内存分配函数,分配一块连续的内存,释放时只需释放一次。

        列表(list):

            压缩列表(ziplist):

                结构:所有数据都是采用线性连续的内存结构(大致可类比数组),目的是为了减少内存的占用,追求空间和时间的平衡。

                    1>以O(1)时间复杂度入队和出队。

                    2>读写操作涉及复杂的指针移动,最坏时间复杂度为O(n2),故列表的元素不易太多。

                    3>新增删除操作涉及内存重新分配,加大了操作的复杂性。

                优点:占用内存较少,且占用的是一块连续的内存,故加载的速度相对更快一些。

                缺点:当元素的个数较大时,访问元素的时间较长。

                应用:

                   适合存储小对象和长度有限(即使O(n2)的复杂度也不会太大)的数据。

                    当元素个数小于list-max-ziplist-entries(默认512) 且 所有元素值的大小都小于list-max-ziplist-value(默认64字节)时,使用ziplist作为列表的内部实现。

            双端链表(linkedlist):

                优点:元素的个数较多时,访问元素的时间比压缩列表更快一些。

                缺点:因为是双向链表,故维护了前置指针、后置指针等结构,占用了更多的内存,且内存不是连续的,容易产生内存碎片。

                说明:当无法满足ziplist的条件时,使用linkedlist作为列表的内部实现。

                应用:当列表对象元素较多时,压缩列表就会转化为更适合存储大量元素的双端链表。

               

            注意:只能小内存编码向大内存编码转换。(若当元素增删频繁时,数据向压缩编码转换是非常消耗CPU的,得不偿失)

            快速列表(quicklist):

                结构:一个双向链表,链表的每一个节点都是一个ziplist,故quicklist结合了双向链表和压缩列表的优点。

                Redis3.2开始,列表采用quicklist进行编码。

        哈希(hash):

            压缩列表(ziplist):

                应用:当元素个数小于hash-max-ziplist-entries(默认512) 且 所有元素value的大小都小于hash-max-ziplist-value(默认64字节)时,使用ziplist作为哈希的内部实现。

            哈希表(hashtable):

                优点:读写时间复杂度O(1)

                缺点:占用内存较多。

                应用:当无法满足ziplist的条件时,hashtable作为哈希的内部实现。

            hash算法:与传统hash算法类似,根据key计算得到在哈希表中的位置,采用单链表解决冲突,达到加载因子时进行扩展,进而引发重哈希。

            rehash:采用增量式重哈希:

                概念:在扩容时不会一次性对所有的key进行rehash,而是将key的rehash操作分散延迟到其它操作(哈希表的查找、更新、删除)中。

                优点:避免由于大量的key在同一时间段进行rehash操作导致服务短暂无响应的问题。

                过程:在增量式的rehash过程中,会使用到两张哈希表:

                    查找:先从老表中查找,再从新表中查找,此外还会对一些key进行rehash操作。

                    新增:新增的键值对添加到新表中。

        集合(set):

            整数集合(intset):

                结构:有序、不重复的整数集。

                    1>查找时间复杂度为O(logn)

                    2>插入时间复杂度为O(n)

                优点:占用的内存远小于hashtable,

                应用:当元素都是整数 且 元素个数小于set-max-intset-entries(默认512)时,使用intset作为集合的内部实现。

            哈希表(hashtable):当无法满足intset的条件时,使用hashtable作为集合的内部实现。

        有序集合(zset):

            说明:redis给有序集合中的每个元素设置一个分数(score)作为排序的依据。

           

            压缩列表(ziplist):

                应用:当元素个数小于zset-max-ziplist-entries(默认128个) 且 每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value(默认64字节)时,使用ziplist作为有序集合的内部实现。

               

            跳跃表(skiplist):

                结构:跳跃表通过在每个节点中(基于层和跨度等)维持多个指向其它节点的指针来实现快速访问。

                    查找时间复杂度平均O(logn)、最坏O(n)。

                应用:当不满足ziplist条件时,使用skiplist作为内部实现。

    内存优化:

        场景:有海量key和value都比较小的数据,在redis中如何存储才更省内存。

        原理:通过大幅减少key的数量来降低内存的消耗。

        实现:在客户端通过分组将海量的key根据一定的策略映射到一组hash对象中,由于value较小,故hash类型的对象会使用占用内存较小的ziplist编码。

            eg:如存在100万个键,可以映射到1000个hash中,每个hash保存1000个元素。

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1.解析:用铁皮做罐头盒,每张铁皮可制作盒身15个,或制作盒底42个,说明每个盒身占每张铁皮的1/15,每个盒底占每张铁皮的/42。假设做了x个盒身,由于正好制成整套罐头盒,说明盒底为2x。因此1/15x+1/42*2x=108。自己计算结果。2.解析:假设小明答对了x道,那么说明每有回答或者答错了30-x道。小明答对的越多则分数越高,由于题目要求一元一次方程,那么就不可以列不等式,假设小明答对x道时,小明得分为90分。由题目得:4x-(30-x)=90。自己计算结果。备注:如果不限此题,答案为分数时,需采用进一法(即只要有零头都需进一)3.解析:假设工厂每月生产x件该产品时,两种方案所获得的利润一样。由题意可得:x(1-0.55-0.05)-20=x(1-0.55-0.1)结果自己计算。4.解析:(1)假设第三次降价后的价格占原价的x。由题意可得,2.5*(1-30%)(1-30%)(1-30%)=x结果自己计算。(2)设每件商品价格为x。原价全部销售时,总销售额为100x。新方案销售时,总销售额为10*2.5x(1-30%)+40*2.5x(1-30%)(1-30%)+50*2.5x(1-30%)(1-30%)(1-30%)由于成本相同,销售额大的,则利润高。自己计算具体数值。5.解析:(将原计划出发时间推迟了20min,小亮只好以15km/h的速度前进,结果比规定的时间早4min到达B地,说明途中可以节省24分钟)设A、B两地间的距离为x千米。由题意可得:x/15+(20+4)/60=x/12。自己计算结果。6.解析:一项工程,甲工程队独做40天可以完成,乙工程队单独做80天可以完成,说明甲每天可以完成工程的1/40,乙每天可以完成工程的1/80。假设甲工作了x天,则乙工作了(x-10)天。由题意可得:1/40*x+1/80*(x-10)=1自己计算结果内容来自www.zgxue.com请勿采集。


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