建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
Redis底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)探秘：dict、ziplist與quicklist的深度剖析
創(chuàng)新互聯(lián)建站長期為1000+客戶提供的網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)，團隊從業(yè)經(jīng)驗10年，關(guān)注不同地域、不同群體，并針對不同對象提供差異化的產(chǎn)品和服務(wù)；打造開放共贏平臺，與合作伙伴共同營造健康的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境。為南溪企業(yè)提供專業(yè)的成都網(wǎng)站設(shè)計、網(wǎng)站制作，南溪網(wǎng)站改版等技術(shù)服務(wù)。擁有十載豐富建站經(jīng)驗和眾多成功案例,為您定制開發(fā)。
Redis作為一款高性能的鍵值對存儲系統(tǒng)，其底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計至關(guān)重要，合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅能提高存儲效率，還能降低內(nèi)存使用，在Redis中，常用的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有dict（字典）、ziplist（壓縮列表）和quicklist（快速列表），本文將詳細講解這三種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原理及其在Redis中的應(yīng)用。
dict（字典）
1、基本概念
dict是Redis中實現(xiàn)鍵值對存儲的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，類似于Java中的HashMap，它是一個基于哈希表的字典實現(xiàn)，通過哈希函數(shù)將鍵映射到桶（bucket）上，以實現(xiàn)快速的鍵值對查找。
2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
dict主要由以下幾個部分組成：
（1）哈希表：用于存儲鍵值對。
（2）哈希表節(jié)點：存儲鍵值對的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
（3）哈希表大?。汗１碇械耐皵?shù)量。
（4）哈希表掩碼：用于計算鍵在哈希表中的位置。
（5）rehash索引：用于漸進式rehash。
3、漸進式rehash
當哈希表的負載因子（鍵數(shù)量/桶數(shù)量）超過預(yù)設(shè)閾值時，Redis會進行rehash操作，即對哈希表進行擴容，為了避免一次性rehash導致的性能問題，Redis采用了漸進式rehash。
漸進式rehash的過程如下：
（1）為哈希表分配一個新的桶數(shù)組，其容量是原桶數(shù)組的兩倍。
（2）將rehash索引初始化為0。
（3）在每次哈希表操作時（如查詢、更新、刪除等），將rehash索引對應(yīng)的桶遷移到新桶數(shù)組。
（4）當所有桶遷移完成后，將rehash索引設(shè)置為-1，表示rehash操作完成。
4、應(yīng)用場景
dict在Redis中的應(yīng)用場景非常廣泛，如數(shù)據(jù)庫中的鍵值對存儲、事務(wù)中的watched keys等。
ziplist（壓縮列表）
1、基本概念
ziplist是一種壓縮存儲結(jié)構(gòu)，用于存儲字符串或整數(shù)，它通過一系列特殊編碼的連續(xù)內(nèi)存塊來存儲數(shù)據(jù)，以減少內(nèi)存使用。
2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
ziplist主要由以下幾個部分組成：
（1）zlbytes：壓縮列表的字節(jié)數(shù)。
（2）zltail：壓縮列表尾元素距離壓縮列表起始地址的偏移量。
（3）zllen：壓縮列表中的元素數(shù)量。
（4）entryX：壓縮列表中的元素。
3、特點
ziplist具有以下特點：
（1）內(nèi)存緊湊：ziplist通過特殊編碼存儲數(shù)據(jù)，使得內(nèi)存利用率更高。
（2）查找效率：由于ziplist是連續(xù)存儲的，所以查找效率較低。
（3）修改效率：插入、刪除操作需要移動大量數(shù)據(jù)，效率較低。
4、應(yīng)用場景
ziplist在Redis中的應(yīng)用場景包括：
（1）列表類型的部分場景。
（2）哈希類型的部分場景。
quicklist（快速列表）
1、基本概念
quicklist是Redis 3.2版本引入的一種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是一個由多個ziplist組成的雙向鏈表。
2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
quicklist主要由以下幾個部分組成：
（1）quicklistNode：鏈表節(jié)點，包含一個ziplist。
（2）count：鏈表中的元素數(shù)量。
（3）fill：ziplist的填充因子，用于控制內(nèi)存使用和性能之間的平衡。
（4）compress：壓縮深度，用于控制quicklist的壓縮程度。
3、特點
quicklist具有以下特點：
（1）內(nèi)存使用：由于quicklist是由多個ziplist組成的，內(nèi)存使用相對較小。
（2）查找效率：quicklist可以通過雙向鏈表快速定位到指定節(jié)點，查找效率較高。
（3）修改效率：quicklist在鏈表兩端進行插入、刪除操作時，效率較高。
4、應(yīng)用場景
quicklist在Redis中的應(yīng)用場景主要是列表類型的實現(xiàn)。
本文詳細介紹了Redis中的三種底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：dict、ziplist和quicklist，dict作為鍵值對存儲的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有高效的查找和更新性能；ziplist通過特殊編碼存儲數(shù)據(jù)，提高了內(nèi)存利用率；quicklist則結(jié)合了ziplist和雙向鏈表的優(yōu)點，實現(xiàn)了高性能的列表存儲，了解這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有助于我們更好地優(yōu)化Redis性能和內(nèi)存使用。
當前標題：Redis底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之dict、ziplist、quicklist詳解
文章鏈接：http://m.5511xx.com/article/dpsjoos.html
