Redis 缓存

使用场景#

Redis 通常用作web应用的内存缓存,和Django,Ruby-on-Rails,Node.js以及Flask框架结合Redis在存储新的数据的过程中可以清除陈旧的数据。Redis使用Less Recently Used(LRU)策略,可以为每个健设置过期时间Redis 存储指标数据用于量化网站的使用情况和用户行为数据Redis可用作不同系统之间的通讯层,通过订阅推送消息模型

数据模型#

字符串 简单动态字符串,Redis底层使用的一种简单动态字符串的抽象类型。

<code>struct sdshdr {
in length: # 记录buf中已使用字节的数量
int free; # 记录bug数组中未使用的字节的数量
char buf[]; # 字节数组保存字符串
}/<code>

优点:

可以O(1)获取存储的键值的长度杜绝缓冲区溢出减少修改字符串带来的内存重分配次数【【【【【【【列表 列表的底层实现就是一个链表,链表的每个节点保存一个键值。

<code>typedef struct listNode {
struct listNode *prev; #前置节点
struct listNode *next; #后置节点
void *value; #节点的值
} listNode

typedef struct list {
listNode *head; #头节点
listNode *tail; #尾节点
unsigned long len; #节点数量
void *(*dup)(void *ptr); #节点复制函数
void (*free)(void *ptr); #节点释放函数
int (*match)(void *ptr, void *key) #节点值对比函数
}/<code>

示例:

<code>127.0.0.1:6379> RPUSH integers 0 1 2 3 4 5 6
(integer) 7
127.0.0.1:6379> LLEN integers


(integer) 7
127.0.0.1:6379> LRANGE integers 0 10
1) "0"
2) "1"
3) "2"
4) "3"
5) "4"
6) "5"
7) "6"/<code>字典 Redis的字典使用哈希表作为底层实现,一个哈希表里可以有多个哈希表节点,每个哈希表节点就保存了字典中的 一个键值对。

<code>typedef struct dictht {
dictEntry **table; #哈希表数组
unsigned long size; #哈希表大小
unsigned long sizemask; #哈希表大小掩码
unsigned long used; #该哈希表已有节点的数量
}dictht

typedef struct dictEntry {
void *key;
union {
void *val;
uint64_tu64;
int64_ts64;
} v;
struct dictEntry next;
}dictEntry

typedef struct dict {
dictType * type; # 类型特定函数
void *privatedata; # 私有数据
dictht ht[2]; # 哈希表
int rehashidx; #rehash 索引
}/<code>



当有一个新的键值对添加到字典中时,字典会对键进行哈希,得到哈希值后在和掩码进行与运算得到最终的哈希值 当有两个以上的键被分配到同一个哈希表数组的同一个索引上时,此时会产生键冲突。一般解决冲突有两种方法, 一种是Rehash,一种是链地址法。

链地址法: 每个哈希表都有一个next指针,多个哈希表节点可以用next指针构成一个单向链表,被分配到同一个 索引上的多个节点可以用这个单向链表连接起来Rehash: 随着哈希表中键值对增多和减少,为了使负载因子维持在一个合理的范围,需要对哈希表进行Rehash - 扩展,申请ht[1]的大小为大于ht[0].used*2的第一个2的次方的数,收缩,ht[1]为ht[0].used的第一个2的N次方的数。 - 执行rehash将ht[0]中的数值映射到ht[1]上 - 将ht[1]设置为ht[0],ht[1]新建一个空白哈希表跳跃表 跳跃表是一种有序数据结构,它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针,从而达到快速访问节点的目.Redis使用跳跃表来实现有序集合键,和集群节点中的内部数据结构. redis使用的是zskiplist结构

zskiplist包含以下属性: header: 指向跳跃表的表头节点 tail: 指向跳跃表的表尾节点 level: 记录目前跳跃表内,层数最大的那个节点的层数 length: 记录跳跃表的长度即跳跃表目前包含的节点的数量

<code>typedef struct zskiplistNode {

struct zskiplistLevel {
struct zskiplistNode *forward;
unsigned int span;
} level[];

struct zskiplistNode *backward;
double score;
robj *obj

} zskiplistNode

typedef struct zskiplist{
structz skiplistNode *header, *tail;

unsigned long length;

int level;

} zskiplist;/<code>

常用命令#

在设计Redis存储结构的时候,主要要考虑键和数据结构两方面 如果使用SET或者GETSET命令去更新键值, 键值的过期时间会被清除

<code>127.0.0.1:6379> EXPIRE tea/1/box1/bag/8 300
(integer) 1
127.0.0.1:6379> TTL tea/1/box1/bag/8
(integer) 260
127.0.0.1:6379> SET tea/1/box1/bag/8 brew
OK
127.0.0.1:6379> TTL tea/1/box1/bag/8
(integer) -1/<code>