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【Redis 笔记】(2)Redis中的数据结构

2020-05-08  本文已影响0人  程序员Anthony

接着上一篇文章Redis 系统学习(1)redis实现消息队列的内容,继续深入学习redis

redis中的五种数据结构

Redis有五种基础数据结构,分别为:string(字符串)、list(列表)、hash(字典)、set(集合)和zset(有序集合)。

下面再对应分析一下Redis源代码。了解一下相关的类型的实现,学习一下Redis 是如何做到内存使用的极致的。

在server.h文件中,给出了RedisObject的结构体定义,我们一起来看看。

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:LRU_BITS; // LRU_BITS为24
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

其中,ptr指向对象中实际存放的值,这里不需要过多解释,针对其他四个结构体参数,

Redis的对象有五种类型,分别是string、hash、list、set和zset,type属性就是用来标识着五种数据类型。type占用4个bit位,其取值和类型对应如下:

#define OBJ_STRING 0
#define OBJ_LIST 1
#define OBJ_SET 2
#define OBJ_ZSET 3
#define OBJ_HASH 4

String 字符串

string是Redis中最简单的数据结构,它的内部表示就是一个字符数组。Redis所有的数据结构都以唯一的key字符串作为名称,然后通过这个唯一的key值来获取相应的value数据。不同类型的数据结构的差异就在于value的结构不一样。

Redis没有使用C语言的字符串结构,而是自己设计了一个简单的动态字符串结构sds。它的特点是:可动态扩展内存、二进制安全和与传统的C语言字符串类型兼容。

对比C语言和SDS中的字符串

对比:


SDS 来说, 程序只要访问 SDS 的 len 属性, 就可以立即知道 SDS 的长度为 5字节。Redis 将获取字符串长度所需的复杂度从 O(N) 降低到了 O(1) , 这确保了获取字符串长度的工作不会成为 Redis 的性能瓶颈。

下面来看看对应的源代码,至于如何阅读源代码,参考如何阅读 Redis 源码?
我这里是基于redis-5.0.8 源代码进行分析。

sds.h
//sds是二进制安全的,它可以存储任意二进制数据,不能像C语言字符串那样以‘\0’来标识字符串结束,因此它必然存在一个长度字段
typedef char *sds;

/* Note: sdshdr5 is never used, we just access the flags byte directly.
 * However is here to document the layout of type 5 SDS strings. */
//为了满足不同长度的字符串可以使用不同大小的Header,从而节省内存。sds结构一共有五种Header定义

/*
在这里解释一下attribute ((packed))的用意:加上此字段是为了让编译器以紧凑模式来分配内存。如果没有这个字段,
编译器会按照struct中的字段进行内存对齐,这样的话就不能保证header和sds的数据部分紧紧的相邻了,
也不能按照固定的偏移来获取flags字段。
*/
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr5 {
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, and 5 msb of string length */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
    uint8_t len; /* used */
    uint8_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr16 {
    uint16_t len; /* used */
    uint16_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr32 {
    uint32_t len; /* used */
    uint32_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr64 {
    uint64_t len; /* used */
    uint64_t alloc; /* excluding the header and null terminator */
    unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */
    char buf[];
};
sds.c创建函数

Redis在创建sds时,会为其申请一段连续的内存空间,其中包含sds的header和数据部分buf[]

sds sdsnewlen(const void *init, size_t initlen) {
   void *sh;
   sds s;
   char type = sdsReqType(initlen);
   /* Empty strings are usually created in order to append. Use type 8
    * since type 5 is not good at this. */
   if (type == SDS_TYPE_5 && initlen == 0) type = SDS_TYPE_8;
   // 得到sds的header的大小
   int hdrlen = sdsHdrSize(type);
   unsigned char *fp; /* flags pointer. */
// s_malloc等同于zmalloc,+1代表字符串结束符
   sh = s_malloc(hdrlen+initlen+1);
   if (init==SDS_NOINIT)
       init = NULL;
   else if (!init)
       memset(sh, 0, hdrlen+initlen+1);
   if (sh == NULL) return NULL;
   // s为数据部分的起始指针
   s = (char*)sh+hdrlen;
   fp = ((unsigned char*)s)-1;// 得到flags的指针
   // 根据字符串类型来设定header中的字段
   switch(type) {
       case SDS_TYPE_5: {
           *fp = type | (initlen << SDS_TYPE_BITS);
           break;
       }
       case SDS_TYPE_8: {
           SDS_HDR_VAR(8,s);
           sh->len = initlen;// 设定字符串长度
           sh->alloc = initlen;// 设定字符串的最大容量
           *fp = type;
           break;
       }
       case SDS_TYPE_16: {
           SDS_HDR_VAR(16,s);
           sh->len = initlen;
           sh->alloc = initlen;
           *fp = type;
           break;
       }
       case SDS_TYPE_32: {
           SDS_HDR_VAR(32,s);
           sh->len = initlen;
           sh->alloc = initlen;
           *fp = type;
           break;
       }
       case SDS_TYPE_64: {
           SDS_HDR_VAR(64,s);
           sh->len = initlen;
           sh->alloc = initlen;
           *fp = type;
           break;
       }
   }
   if (initlen && init)
       memcpy(s, init, initlen); // 拷贝数据部分
   s[initlen] = '\0';// 与C字符串兼容
   return s; // 返回创建的sds字符串指针
}
sds.c动态调整函数

sds最重要的性能就是动态调整,Redis提供了扩展sds容量的函数。

// 在原有的字符串中取得更大的空间,并返回扩展空间后的字符串
sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen) {
    void *sh, *newsh;
    size_t avail = sdsavail(s);// 获取sds的剩余空间
    size_t len, newlen;
    char type, oldtype = s[-1] & SDS_TYPE_MASK;
    int hdrlen;

    /* Return ASAP if there is enough space left. */
    if (avail >= addlen) return s;

    len = sdslen(s);
    sh = (char*)s-sdsHdrSize(oldtype);
    newlen = (len+addlen);
    // sds规定:如果扩展后的字符串总长度小于1M则新字符串长度为扩展后的两倍
    // 如果大于1M,则新的总长度为扩展后的总长度加上1M
    // 这样做的目的是减少Redis内存分配的次数,同时尽量节省空间
    if (newlen < SDS_MAX_PREALLOC) // SDS_MAX_PREALLOC = 1024*1024
        newlen *= 2;
    else
        newlen += SDS_MAX_PREALLOC;
// 根据sds的长度来调整类型
    type = sdsReqType(newlen);

    /* Don't use type 5: the user is appending to the string and type 5 is
     * not able to remember empty space, so sdsMakeRoomFor() must be called
     * at every appending operation. */
    if (type == SDS_TYPE_5) type = SDS_TYPE_8;

    hdrlen = sdsHdrSize(type);
    if (oldtype==type) {
        // 如果与原类型相同,直接调用realloc函数扩充内存
        newsh = s_realloc(sh, hdrlen+newlen+1);
        if (newsh == NULL) return NULL;
        s = (char*)newsh+hdrlen;
    } else {
        /* Since the header size changes, need to move the string forward,
         * and can't use realloc */
        // 如果类型调整了,header的大小就需要调整
        // 这时就需要移动buf[]部分,所以不能使用realloc
        newsh = s_malloc(hdrlen+newlen+1);
        if (newsh == NULL) return NULL;
        memcpy((char*)newsh+hdrlen, s, len+1);
        s_free(sh);
        s = (char*)newsh+hdrlen;// 更新s
        s[-1] = type;// 设定新的flags参数
        sdssetlen(s, len);// 更新len
    }
    sdssetalloc(s, newlen);// 更新sds的容量
    return s;
}
sds.c字符串追加
/* Append the specified binary-safe string pointed by 't' of 'len' bytes to the
 * end of the specified sds string 's'.
 *
 * After the call, the passed sds string is no longer valid and all the
 * references must be substituted with the new pointer returned by the call. */
sds sdscatlen(sds s, const void *t, size_t len) {
    // 获取原字符串的长度
    size_t curlen = sdslen(s);

  // 按需调整空间,如果容量不够容纳追加的内容,就会重新分配字节数组并复制原字符串的内容到新数组中
    s = sdsMakeRoomFor(s,len);
    if (s == NULL) return NULL; // 内存不足
    memcpy(s+curlen, t, len); // 追加目标字符串到字节数组中
    sdssetlen(s, curlen+len);// 设置追加后的长度
    s[curlen+len] = '\0';// 让字符串以 \0 结尾,便于调试打印
    return s;
}

sds的二进制安全

C 字符串中的字符必须符合某种编码(比如 ASCII), 并且除了字符串的末尾之外, 字符串里面不能包含空字符, 否则最先被程序读入的空字符将被误认为是字符串结尾 —— 这些限制使得 C 字符串只能保存文本数据, 而不能保存像图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据。为了确保 Redis 可以适用于各种不同的使用场景, SDS 的 API 都是二进制安全的(binary-safe): 所有 SDS API 都会以处理二进制的方式来处理 SDS 存放在 buf 数组里的数据, 程序不会对其中的数据做任何限制、过滤、或者假设 —— 数据在写入时是什么样的, 它被读取时就是什么样。

这也是我们将 SDS 的 buf 属性称为字节数组的原因 —— Redis 不是用这个数组来保存字符, 而是用它来保存一系列二进制数据。

list(列表)

Redis的列表相当于Java中的LinkedList,注意它是链表而不是数组。这意味着list的插入和删除操作非常快,时间复杂度为O(1),但是索引定位很慢,时间复杂度为O(n)。列表中每个元素都使用了双向指针顺序,是为双向链表。

Redis的列表结构常用于做异步队列使用。将需要延后处理的任务结构体序列化成字符串,塞入Redis的列表,另一个线程从列表中轮询数据进行处理。

其实看源代码,我们会发现这种数据类型对应两种实现方法,一种是压缩列表(ziplist.c),另一种是双向循环链表(adlist.c)。

adlist.c 双端链表

Redis 的这种双向链表的实现方式,非常值得借鉴。它额外定义一个 list 结构体,来组织链表的首、尾指针,还有长度等信息。这样,在使用的时候就会非常方便。参考adlist.c和adlist.h

除了实现列表类型以外, 双端链表还被很多 Redis 内部模块所应用:

下面来看看对应的源代码:
还是先看看头文件 adlist.h

/*
* A generic doubly linked list implementation
*/

#ifndef __ADLIST_H__
#define __ADLIST_H__

/* Node, List, and Iterator are the only data structures used currently. */
// 链表节点定义
typedef struct listNode {
    struct listNode *prev;// 指向前一个节点
    struct listNode *next;// 指向后一个节点
    void *value;
} listNode;

typedef struct listIter {
    listNode *next;// 指向下一个节点
    int direction;// 方向参数,正序和逆序
} listIter;

typedef struct list {
    listNode *head;// 指向链表头节点
    listNode *tail;// 指向链表尾节点
    void *(*dup)(void *ptr);// 自定义节点值复制函数
    void (*free)(void *ptr);// 自定义节点值释放函数
    int (*match)(void *ptr, void *key);// 自定义节点值匹配函数
    unsigned long len;// 链表长度
} list;
list *listCreate(void);
void listRelease(list *list);
void listEmpty(list *list);
list *listAddNodeHead(list *list, void *value);
list *listAddNodeTail(list *list, void *value);
list *listInsertNode(list *list, listNode *old_node, void *value, int after);
void listDelNode(list *list, listNode *node);
listIter *listGetIterator(list *list, int direction);
listNode *listNext(listIter *iter);
void listReleaseIterator(listIter *iter);
list *listDup(list *orig);
listNode *listSearchKey(list *list, void *key);
listNode *listIndex(list *list, long index);
void listRewind(list *list, listIter *li);
void listRewindTail(list *list, listIter *li);
void listRotate(list *list);
void listJoin(list *l, list *o);

/* Directions for iterators */
#define AL_START_HEAD 0
#define AL_START_TAIL 1

#endif /* __ADLIST_H__ */

再来接着看看adlist.c里的双端链表部分操作:

list *listCreate(void)
{
    struct list *list;// 定义一个链表指针

    if ((list = zmalloc(sizeof(*list))) == NULL)// 申请内存
        return NULL;
    list->head = list->tail = NULL;// 空链表的头指针和尾指针均为空
    list->len = 0; // 设定长度
    list->dup = NULL;// 自定义复制函数初始化
    list->free = NULL;// 自定义释放函数初始化
    list->match = NULL;// 自定义匹配函数初始化
    return list;
}

/* Add a new node to the list, to head, containing the specified 'value'
 * pointer as value.
 *
 * On error, NULL is returned and no operation is performed (i.e. the
 * list remains unaltered).
 * On success the 'list' pointer you pass to the function is returned. */
// 该函数向list的头部插入一个节点
list *listAddNodeHead(list *list, void *value)
{
    listNode *node;

    if ((node = zmalloc(sizeof(*node))) == NULL)
        return NULL;
    node->value = value;
    if (list->len == 0) { // 如果链表为空
        list->head = list->tail = node;
        node->prev = node->next = NULL;
    } else { // 如果链表非空
        node->prev = NULL;
        node->next = list->head;
        list->head->prev = node;
        list->head = node;
    }
    list->len++; // 长度+1
    return list;
}

/* Add a new node to the list, to tail, containing the specified 'value'
 * pointer as value.
 *
 * On error, NULL is returned and no operation is performed (i.e. the
 * list remains unaltered).
 * On success the 'list' pointer you pass to the function is returned. */
// 该函数可以在list的尾部添加一个节点
list *listAddNodeTail(list *list, void *value)
{
    listNode *node;

    if ((node = zmalloc(sizeof(*node))) == NULL)
        return NULL;
    node->value = value;
    if (list->len == 0) { // 如果链表为空
        list->head = list->tail = node;
        node->prev = node->next = NULL;
    } else {  // 如果链表非空
        node->prev = list->tail;
        node->next = NULL;
        list->tail->next = node;
        list->tail = node;
    }
    list->len++;
    return list;
}

// 向任意位置插入节点
// 其中,old_node为插入位置
//      value为插入节点的值
//      after为0时表示插在old_node前面,为1时表示插在old_node后面
list *listInsertNode(list *list, listNode *old_node, void *value, int after) {
    listNode *node;

    if ((node = zmalloc(sizeof(*node))) == NULL)
        return NULL;
    node->value = value;
    if (after) { // 向后插入
        node->prev = old_node;
        node->next = old_node->next;
        // 如果old_node为尾节点的话需要改变tail
        if (list->tail == old_node) {
            list->tail = node;
        }
    } else {
        // 向前插入
        node->next = old_node;
        node->prev = old_node->prev;
        // 如果old_node为头节点的话需要改变head
        if (list->head == old_node) {
            list->head = node;
        }
    }
    if (node->prev != NULL) {
        node->prev->next = node;
    }
    if (node->next != NULL) {
        node->next->prev = node;
    }
    list->len++;
    return list;
}

/* Remove the specified node from the specified list.
 * It's up to the caller to free the private value of the node.
 *
 * This function can't fail. */
void listDelNode(list *list, listNode *node)
{
    if (node->prev)  // 删除节点不为头节点
        node->prev->next = node->next;
    else // 删除节点为头节点需要改变head的指向
        list->head = node->next;
    if (node->next) // 删除节点不为尾节点
         // 删除节点为尾节点需要改变tail的指向
        node->next->prev = node->prev;
    else
        list->tail = node->prev;
    if (list->free) list->free(node->value);// 释放节点值
    zfree(node);// 释放节点
    list->len--;
}

/* Returns a list iterator 'iter'. After the initialization every
 * call to listNext() will return the next element of the list.
 *
 * This function can't fail. */
listIter *listGetIterator(list *list, int direction)
{
    listIter *iter;// 声明迭代器

    if ((iter = zmalloc(sizeof(*iter))) == NULL) return NULL;
     // 根据迭代方向来初始化iter
    if (direction == AL_START_HEAD)
        iter->next = list->head;
    else
        iter->next = list->tail;
    iter->direction = direction;
    return iter;
}

/* Duplicate the whole list. On out of memory NULL is returned.
 * On success a copy of the original list is returned.
 *
 * The 'Dup' method set with listSetDupMethod() function is used
 * to copy the node value. Otherwise the same pointer value of
 * the original node is used as value of the copied node.
 *
 * The original list both on success or error is never modified. */

//链表复制函数
list *listDup(list *orig)
{
    list *copy;
    listIter iter;
    listNode *node;

    if ((copy = listCreate()) == NULL)
        return NULL;
 // 复制节点值操作函数
    copy->dup = orig->dup;
    copy->free = orig->free;
    copy->match = orig->match;
// 重置迭代器
    listRewind(orig, &iter);
    while((node = listNext(&iter)) != NULL) {
        void *value;
// 复制节点
// 如果定义了dup函数,则按照dup函数来复制节点值
        if (copy->dup) {
            value = copy->dup(node->value);
            if (value == NULL) {
                listRelease(copy);
                return NULL;
            }
        } else // 如果没有则直接赋值
            value = node->value;
            // 依次向尾部添加节点
        if (listAddNodeTail(copy, value) == NULL) {
            listRelease(copy);
            return NULL;
        }
    }
    return copy;
}

/* Search the list for a node matching a given key.
 * The match is performed using the 'match' method
 * set with listSetMatchMethod(). If no 'match' method
 * is set, the 'value' pointer of every node is directly
 * compared with the 'key' pointer.
 *
 * On success the first matching node pointer is returned
 * (search starts from head). If no matching node exists
 * NULL is returned. */
listNode *listSearchKey(list *list, void *key)
{
    listIter iter;
    listNode *node;

    listRewind(list, &iter);
    while((node = listNext(&iter)) != NULL) {
        if (list->match) {// 如果定义了match匹配函数,则利用该函数进行节点匹配
            if (list->match(node->value, key)) {
                return node;
            }
        } else {// 如果没有定义match,则直接比较节点值
            if (key == node->value) {// 找到该节点
                return node;
            }
        }
    }
    return NULL;
}

/* Return the element at the specified zero-based index
 * where 0 is the head, 1 is the element next to head
 * and so on. Negative integers are used in order to count
 * from the tail, -1 is the last element, -2 the penultimate
 * and so on. If the index is out of range NULL is returned. */
//根据序号来查找节点
listNode *listIndex(list *list, long index) {
    listNode *n;

    if (index < 0) { // 序号为负,则倒序查找
        index = (-index)-1;
        n = list->tail;
        while(index-- && n) n = n->prev;
    } else { // 正序查找
        n = list->head;
        while(index-- && n) n = n->next;
    }
    return n;
}

/* Rotate the list removing the tail node and inserting it to the head. */
void listRotate(list *list) {
    listNode *tail = list->tail;

    if (listLength(list) <= 1) return;

    /* Detach current tail */
    // 取出表尾指针
    list->tail = tail->prev;
    list->tail->next = NULL;
    /* Move it as head */
    // 将其移动到表头并成为新的表头指针
    list->head->prev = tail;
    tail->prev = NULL;
    tail->next = list->head;
    list->head = tail;
}
ziplist.c压缩列表

当列表中存储的数据量比较小的时候,列表就可以采用压缩列表的方式实现。具体需要同时满足下面两个条件:
列表中保存的单个数据(有可能是字符串类型的)小于 64 字节;
列表中数据个数少于 512 个。

它并不是基础数据结构,而是 Redis 自己设计的一种数据存储结构。它有点儿类似数组,通过一片连续的内存空间,来存储数据。不过,它跟数组不同的一点是,它允许存储的数据大小不同。

压缩列表这种存储结构,一方面比较节省内存,另一方面可以支持不同类型数据的存储。而且,因为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,读取的效率也非常高。

通过源代码我们可以发现,ziplist可以用来存放字符串或者整数,其存储数据的特点是:比较小的整数或比较短的字符串。Redis的列表建,哈希键,有序集合的底层实现都用到了ziplist。

这一块相关的源代码注释,还在整理中,后面整理后发出来:
目前可以参考: 压缩列表

hash(字典)

Redis里的字典相当于Java中的HashMap,它是无序的,内部存储了很多键值对,实现结构上与HashMap也是一样的,都是“数组+链表”二维结构。而存放的位置是根据key的hashCode来计算的,若两个key计算出来的在数组的同一位,则在这个下标下使用链表串接起来。

Redis中的hash只能存字符串,而且它们rehash的方式也不一样。因为HashMap在字典很大时,rehash是很耗时的,需要一次性全部rehash。Redis为了追求高性能,不能堵塞服务,采用了渐进式rehash策略。

渐进式rehash的时候,不会一次全部rehash,而是将旧hash里的内容慢慢迁移(迁移后旧的里面就没有了)到新的hash结构中,在彻底迁移完之前,查询时会同时查询两个hash结构。当迁移完成后,就会用新的hash结构,旧的数据结构被自动删除。注意,hash结构的存储消耗要高于单个字符串。

Redis中的字典采用哈希表作为底层实现,在Redis源码文件中,字典的实现代码在dict.c和dict.h文件中。

// 计算哈希值
h = dictHashKey(d, key);
// 调用哈希算法计算哈希值
#define dictHashKey(d, key) (d)->type->hashFunction(key)

计算出哈希值之后,需要计算其索引。Redis采用下列算式来计算索引值

// 举例:h为5,哈希表的大小初始化为4,sizemask则为size-1,
//      于是h&sizemask = 2,
//      所以该键值对就存放在索引为2的位置
idx = h & d->ht[table].sizemask;

一个字典结构


字典类型也有两种实现方式。一种是我们刚刚讲到的压缩列表,另一种是散列表。

只有当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。具体需要满足两个条件:
字典中保存的键和值的大小都要小于 64 字节;
字典中键值对的个数要小于 512 个。

当不能同时满足上面两个条件的时候,Redis 就使用散列表来实现字典类型。Redis 使用MurmurHash2这种运行速度快、随机性好的哈希算法作为哈希函数。对于哈希冲突问题,Redis 使用链表法(separate chaining)来解决。除此之外,Redis 还支持散列表的动态扩容、缩容。

源代码整理后发上来。

解决hash 冲突

使用链表法解决hash冲突


set(集合)

Redis中的set和list都是字符串序列,非常相似,不同于set是用hash来实现值的唯一性,无序的,不可重复的。它的内部实现相当于一个特殊的字典,字典中所有的value都是一个值NULL。

这种数据类型也有两种实现方法,一种是基于有序数组,另一种是基于散列表。

当要存储的数据,同时满足下面这样两个条件的时候,Redis 就采用有序数组,来实现集合这种数据类型。
存储的数据都是整数;
存储的数据元素个数不超过 512 个。
当不能同时满足这两个条件的时候,Redis 就使用散列表来存储集合中的数据。

zset(有序集合)

zset是Redis提供的最有特色的数据结构,也是面试中最常出现的角色。它是ziplist和skiplist(跳跃列表)的结合体,一方面它是一个set,保证了值的唯一性,另一方面它可以给每个值赋予一个score,代表着这个值的排序权重。当存储元素的数量小于128个,所有member的长度都小于64字节,就会使用ziplist。

下面来看看skiplist(跳跃列表):

跳跃表是一种有序的数据结构,它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针,从而达到快速访问的目的。跳跃表在插入、删除和查找操作上的平均复杂度为O(logN),最坏为O(N),可以和红黑树相媲美,但是在实现起来,比红黑树简单很多。

容器型数据结构的通用规则

我们没有在推入元素之前创建空的 list,或者在 list 没有元素时删除它。在 list 为空时删除 key,并在用户试图添加元素(比如通过 LPUSH)而键不存在时创建空 list,是 Redis 的职责。

这不光适用于 lists,还适用于所有包括多个元素的 Redis 数据类型 – Sets, Sorted Sets 和 Hashes。

基本上,我们可以用三条规则来概括它的行为:

当我们向一个聚合数据类型中添加元素时,如果目标键不存在,就在添加元素前创建空的聚合数据类型。
当我们从聚合数据类型中移除元素时,如果值仍然是空的,键自动被销毁。
对一个空的 key 调用一个只读的命令,比如 LLEN (返回 list 的长度),或者一个删除元素的命令,将总是产生同样的结果。该结果和对一个空的聚合类型做同个操作的结果是一样的。

总结

redis的数据结构由多种数据结构来实现,主要是出于时间和空间的考虑,当数据量小的时候通过数组下标访问最快、占用内存最小,而压缩列表只是数组的升级版;
因为数组需要占用连续的内存空间,所以当数据量大的时候,就需要使用链表了,同时为了保证速度又需要和数组结合,也就有了散列表。

参考文章

Redis 数据结构的源码分析,参考:
Redis 数据结构-字符串源码分析:https://my.oschina.net/mengyuankan/blog/1926320
Redis 数据结构-字典源码分析: https://my.oschina.net/mengyuankan/blog/1929593

如何阅读 Redis 源码?

官网关于5中类型的介绍

菜鸟教程redis

https://zcheng.ren/sourcecodeanalysis/theannotatedredissourcesds/

https://redissrc.readthedocs.io/en/latest/index.html

未完待续......

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