Redis是什么?

    科技2024-10-22  22

    Redis是现在最受欢迎的NoSQL数据库之一,Redis是一个使用ANSI C编写的开源、包含多种数据结构、支持网络、基于内存、可选持久性的键值对存储数据库,其具备如下特性:

    基于内存运行,性能高效 支持分布式,理论上可以无限扩展 key-value存储系统 开源的使用ANSI C语言编写、遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API 相比于其他数据库类型,Redis具备的特点是:

    C/S通讯模型 单进程单线程模型 丰富的数据类型 操作具有原子性 持久化 高并发读写 支持lua脚本 哪些大厂在使用Redis?

    github twitter 微博 Stack Overflow 阿里巴巴 百度 美团 搜狐 Redis的应用场景有哪些? Redis 的应用场景包括:缓存系统(“热点”数据:高频读、低频写)、计数器、消息队列系统、排行榜、社交网络和实时系统。

    Redis的数据类型及主要特性 Redis提供的数据类型主要分为5种自有类型和一种自定义类型,这5种自有类型包括:String类型、哈希类型、列表类型、集合类型和顺序集合类型。

    String类型: 它是一个二进制安全的字符串,意味着它不仅能够存储字符串、还能存储图片、视频等多种类型, 最大长度支持512M。

    对每种数据类型,Redis都提供了丰富的操作命令,如:

    GET/MGET SET/SETEX/MSET/MSETNX INCR/DECR GETSET DEL 哈希类型: 该类型是由field和关联的value组成的map。其中,field和value都是字符串类型的。

    Hash的操作命令如下:

    HGET/HMGET/HGETALL HSET/HMSET/HSETNX HEXISTS/HLEN HKEYS/HDEL HVALS 列表类型: 该类型是一个插入顺序排序的字符串元素集合, 基于双链表实现。

    List的操作命令如下:

    LPUSH/LPUSHX/LPOP/RPUSH/RPUSHX/RPOP/LINSERT/LSET LINDEX/LRANGE LLEN/LTRIM 集合类型: Set类型是一种无顺序集合, 它和List类型最大的区别是:集合中的元素没有顺序, 且元素是唯一的。

    Set类型的底层是通过哈希表实现的,其操作命令为:

    SADD/SPOP/SMOVE/SCARD SINTER/SDIFF/SDIFFSTORE/SUNION Set类型主要应用于:在某些场景,如社交场景中,通过交集、并集和差集运算,通过Set类型可以非常方便地查找共同好友、共同关注和共同偏好等社交关系。

    顺序集合类型: ZSet是一种有序集合类型,每个元素都会关联一个double类型的分数权值,通过这个权值来为集合中的成员进行从小到大的排序。与Set类型一样,其底层也是通过哈希表实现的。

    ZSet命令:

    ZADD/ZPOP/ZMOVE/ZCARD/ZCOUNT ZINTER/ZDIFF/ZDIFFSTORE/ZUNION Redis的数据结构 Redis的数据结构如下图所示:

    关于上表中的部分释义:

    压缩列表是列表键和哈希键的底层实现之一。当一个列表键只包含少量列表项,并且每个列表项要么就是小整数,要么就是长度比较短的字符串,Redis就会使用压缩列表来做列表键的底层实现 整数集合是集合键的底层实现之一,当一个集合只包含整数值元素,并且这个集合的元素数量不多时,Redis就会使用整数集合作为集合键的底层实现 如下是定义一个Struct数据结构的例子:

    简单动态字符串SDS (Simple Dynamic String) 基于C语言中传统字符串的缺陷,Redis自己构建了一种名为简单动态字符串的抽象类型,简称SDS,其结构如下:

    SDS几乎贯穿了Redis的所有数据结构,应用十分广泛。

    SDS的特点 和C字符串相比,SDS的特点如下:

    1. 常数复杂度获取字符串长度

    Redis中利用SDS字符串的len属性可以直接获取到所保存的字符串的长     度,直接将获取字符串长度所需的复杂度从C字符串的O(N)降低到了O(1)。

    2. 减少修改字符串时导致的内存重新分配次数

    通过C字符串的特性,我们知道对于一个包含了N个字符的C字符串来说,其底层实现总是N+1个字符长的数组(额外一个空字符结尾)

    那么如果这个时候需要对字符串进行修改,程序就需要提前对这个C字符串数组进行一次内存重分配(可能是扩展或者释放)

    而内存重分配就意味着是一个耗时的操作。

    Redis巧妙的使用了SDS避免了C字符串的缺陷。在SDS中,buf数组的长度不一定就是字符串的字符数量加一,buf数组里面可以包含未使用的字节,而这些未使用的字节由free属性记录。

    与此同时,SDS采用了空间预分配的策略,避免C字符串每一次修改时都需要进行内存重分配的耗时操作,将内存重分配从原来的每修改N次就分配N次——>降低到了修改N次最多分配N次。

    如下是Redis对SDS的简单定义:

    Redis特性1:事务 命令序列化,按顺序执行 原子性 三阶段: 开始事务 - 命令入队 - 执行事务 命令:MULTI/EXEC/DISCARD Redis特性2:发布订阅(Pub/Sub) Pub/sub是一种消息通讯模式 Pub发送消息, Sub接受消息 Redis客户端可以订阅任意数量的频道 “fire and forgot”, 发送即遗忘 命令:Publish/Subscribe/Psubscribe/UnSub

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