基本数据类型以及底层数据结构

Redis 提供了五种基本数据类型，每种类型在不同场景下有特定的用途，并且底层实现使用了高效的数据结构。以下是 Redis 的基本数据类型及其底层数据结构的详细说明：

1. String（字符串）

  • 用途：
    • 存储简单的键值对，如用户信息、计数器等。
    • 可以存储字符串、整数或浮点数，最大存储 512MB。
  • 底层数据结构：
    • SDS（Simple Dynamic String）：Redis 的字符串是基于 SDS 实现的动态字符串。
      • 支持动态扩容，避免频繁的内存分配。
      • 额外维护了字符串长度，支持高效的长度获取操作。
  • 示例： 
    SET key "value"
INCR counter

2. Hash（哈希）

  • 用途：
    • 存储对象或结构化数据，如用户信息（name、age 等字段）。
  • 底层数据结构：
    • ZipList（压缩列表）：当字段数量较少且字段和值较小时使用，节省内存。
    • HashTable（哈希表）：当字段数量或字段值较大时使用，支持快速查询。
  • 示例： 
    HSET user:1 name "Alice"
HGET user:1 name

3. List（列表）

  • 用途：
    • 存储有序的字符串列表，如消息队列、任务队列。
  • 底层数据结构：
    • ZipList（压缩列表）：当列表元素较少且每个元素较小时使用，节省内存。
    • LinkedList（双向链表）：当列表元素较多或元素较大时使用，支持快速插入和删除。
  • 示例： 
    LPUSH list "value1"
RPUSH list "value2"
LPOP list

4. Set（集合）

  • 用途：
    • 存储无序的唯一字符串集合，如标签、好友列表。
  • 底层数据结构：
    • IntSet（整数集合）：当集合中的元素全是整数且数量较少时使用，节省内存。
    • HashTable（哈希表）：当集合元素较多或包含非整数时使用，支持快速查询。
  • 示例： 
    SADD set "value1"
SADD set "value2"
SMEMBERS set

5. ZSet（有序集合）

  • 用途：
    • 存储带有分数的有序集合，如排行榜、优先队列。
  • 底层数据结构：
    • ZipList（压缩列表）：当集合元素较少且分数较小时使用，节省内存。
    • SkipList（跳表）：当集合元素较多或分数较大时使用，支持快速范围查询和排序。
  • 示例： 
    ZADD zset 1 "value1"
ZADD zset 2 "value2"
ZRANGE zset 0 -1 WITHSCORES

Redis 数据类型与底层数据结构的关系

数据类型 底层数据结构 适用场景
String SDS（动态字符串） 存储简单键值对、计数器、缓存等
Hash ZipList、HashTable 存储对象或结构化数据
List ZipList、LinkedList 消息队列、任务队列
Set IntSet、HashTable 存储无序唯一集合，如标签、好友列表
ZSet ZipList、SkipList 排行榜、优先队列

Redis 数据类型的选择建议

  1. String：适合存储简单的键值对或计数器。
  2. Hash：适合存储结构化数据，如用户信息。
  3. List：适合存储有序数据，如消息队列。
  4. Set：适合存储无序且唯一的数据，如标签。
  5. ZSet：适合存储需要排序的数据，如排行榜。

通过理解 Redis 的基本数据类型及其底层数据结构，可以根据具体业务场景选择合适的数据类型，从而优化存储和查询性能。