理解Redis的几种数据结构

一、Redis数据库的优势

Redis是一个先进的Key-Value键值存储数据库，通常作为数据结构服务器。 

支持strings, hashes, lists, sets, sorted sets, bitmaps 和hyperloglogs

二、Redis数据结构

1、string - 字符串
Redis的字符串为SDS（Simple Dynamic String）可以存储任何东西，最大长度可达515兆。

#redis-cli.exe

127.0.0.1:6379> set name 'cbb'

OK

127.0.0.1:6379> get name

"cbb"

SDS的数据结构如下：

struct sdshdr {

    // 记录 buf 数组中已使用字节的数量

    // 等于 SDS 所保存字符串的长度

    int len;

    // 记录 buf 数组中未使用字节的数量

    int free;

    // 字节数组，用于保存字符串

    char buf[];

};

常用命令：set, get
 
2，Hash - 哈希值

Redis的哈希值是字符串字段和字符串值之间的映射，所有它们被用来表示对象。

#redis-cli.exe

127.0.0.1:6379> HMSET user:1 username ccc password 123 age 20

OK

127.0.0.1:6379> HGETALL user:1   //取所有key

1> "username"

2> "ccc"

3> "passwrod"

4> "123"

5> "age"

6> "20"



127.0.0.1:6379> hget user:1 username  //取一个key

"ccc"

上面的Hash数据类型，用于存储用户的基本信息，user：1是键。

hash解决了用户信息对象的存储：如用户ID为key，value为姓名name，年龄age，生日birthday等。 
用普通的key/value结构存储： 

a，set u001 “张三, 18, 20010101” 

这种方式的缺点是增加了序列化/反序列化的开销，并且在需要修改其中一项信息时，需要把整个对象取回，并且修改操作需要对并发进行保护，引入CAS等复杂问题。

b，mset user:001:name “李三” user:001:age 18 user:001:birthday “20010101” 

这种方法是用户信息对象有多少个成员就存成多少个key-value对儿，虽然省去了序列化开销和并发问题，但是用户ID为重复存储，如果存在大量这样的数据，内存浪费严重。

常用命令：hmset, hset, hget, hgetall 
3，List - 列表

列表是简单的字符串列表，排序插入顺序。可以添加元素到Redis列表的头部或尾部。

#redis-cli.exe

127.0.0.1:6379> lpush tutor redis

<integer> 1

127.0.0.1:6379> lpush tutor mongodb

<integer> 2

127.0.0.1:6379> lpush tutor rabitmq

<integer> 3

127.0.0.1:6379> lrange tutor 0 10

1> "rabitmq"

2> "mongodb"

3> "redis"

节点的定义：

typedef struct listNode {

    // 前置节点

    struct listNode *prev;

    // 后置节点

    struct listNode *next;

    // 节点的值

    void *value;

} listNode;

List的定义

typedef struct list {

    // 表头节点

    listNode *head;

    // 表尾节点

    listNode *tail;

    // 链表所包含的节点数量

    unsigned long len;

    // 节点值复制函数

    void *(*dup)(void *ptr);

    // 节点值释放函数

    void (*free)(void *ptr);

    // 节点值对比函数

    int (*match)(void *ptr, void *key);

} list;

补充：
 

• 链表被广泛用于实现 Redis 的各种功能， 比如列表键， 发布与订阅， 慢查询， 监视器， 等等。
• 因为链表表头节点的前置节点和表尾节点的后置节点都指向 NULL ， 所以 Redis 的链表实现是无环链表。
• 通过为链表设置不同的类型特定函数， Redis 的链表可以用于保存各种不同类型的值。

常用命令：lpush, rpush, lpop, rpop, lrange等 
4，Set - 集合

Set是字符串的无序集合。在Redis中可以添加、删除和测试值是否存在。

#redis-cli.exe

127.0.0.1:6379> sadd total 123

<integer> 1

127.0.0.1:6379> sadd total 234

<integer> 1

127.0.0.1:6379> sadd total 345

<integer> 1

127.0.0.1:6379> smembers total

1> "123"

2> "234"

3> "345"

常用命令：sadd, srem, spop, sdiff, smembers, sunion等
 
5，Sort Set - 有序集合

与Set类似，字符串不重复，但其是有序的 
常用命令：zadd， zrange，zrem，zcard等
 
6，Pub/Sub - 消息订阅

发布（Publish）和订阅（Subscribe）

~两客户端之间~ 
client1： 

client2: 



当一个key值上进行了消息发布后，所有订阅它的客户端都会收到相应的消息。 
这一功能最明显的用法是作为实时消息系统，比如普通的即时聊天，群聊等功能。