Redis 数据结构1

Redis 是一个高性能的键值存储系统，它的数据结构设计是其高效性和灵活性的关键。Redis 的底层网络模型采用单线程配合epoll事件模型，这使得所有命令的执行是串行的，避免了多线程的上下文切换开销，但同时也意味着在处理大数据量操作时可能会影响整体性能。 Redis 中的数据结构包括： 1. SDS（Simple Dynamic String）：这是Redis对C语言原生字符串的改进，提供了O(1)的时间复杂度来获取字符串长度，有效地防止了缓冲区溢出，并减少了内存重新分配的次数。尽管会额外占用8字节存储空间，但在效率和安全性方面得到了提升。 2. 链表（List）：Redis 使用双向链表实现，而不是单链表，以方便前后遍历。链表结构在多个场景下被应用，如数据量较小的列表、发布订阅、慢查询记录和监视器等。 3. 字典（Dictionary）：基于哈希表实现，处理哈希冲突采用拉链法。字典是Redis的核心数据结构，用于存储键值对，其渐进式rehash策略避免了大规模数据复制导致的阻塞。在rehash过程中，同时存在ht[0]和ht[1]两个哈希表，新插入的键值对存入ht[1]，查找、更新和删除操作会同时在两张表上进行，逐步迁移数据。 4. 跳跃表（Skip List）：跳跃表是一种有序数据结构，类似多层链表，查找效率平均为O(logn)，最坏情况为O(n)。在有序集合元素较多时，Redis会选择跳跃表作为底层实现。 5. 整数集合（Intset）：整数集合使用动态编码，根据存储的整数大小自动调整，以节省内存。它可以存储16位、32位和64位整数，随着数据的变化，集合会进行升级或降级。 6. 压缩列表（Ziplist）：压缩列表是为节省内存而设计的，适合存储小数据量、元素为小正数或短字符串的LIST。每个entry可存储不同类型的数据，但操作复杂度较高，不适合大数据量操作。 7. Redis 对象和数据结构：Redis 提供的列表、哈希、集合和有序集合等对象，根据数据规模和特性，可能使用不同的底层实现，如ziplist适用于小数据量场景，而大列表可能使用链表或跳跃表，哈希可能用字典，有序集合可能用跳跃表或树结构。 这些数据结构的选择和优化，使Redis在内存效率和性能之间找到了良好的平衡，使其成为广泛使用的缓存和数据处理工具。