
Redis压缩列表的存储效率与优化策略
Redis压缩列表简介
Redis是一个开源的内存数据结构存储系统,它支持多种数据结构,其中压缩列表(ziplist)是Redis为了节省内存而设计的一种紧凑的数据存储格式。压缩列表是一种特殊的双向链表,它被设计用来高效地存储一系列的小数据项,比如短字符串和整数。
在Redis中,压缩列表主要用于实现列表键和哈希键的底层存储结构。当列表或哈希中的元素数量较少,且每个元素的大小较小时,Redis会选择使用压缩列表来存储这些数据,以达到节省内存的目的。
压缩列表的结构
压缩列表由一系列的entry组成,每个entry可以存储一个字节数组或者一个整数。压缩列表的结构如下:
<zlbytes><zltail><zllen><entry><entry>...<entry><zlend>
- zlbytes:4字节,记录整个压缩列表占用的字节数。
- zltail:4字节,记录压缩列表表尾节点距离压缩列表起始地址的偏移量,通过这个偏移量可以快速定位到表尾节点。
- zllen:2字节,记录压缩列表中entry的数量。如果这个值小于2^16 - 1,那么它就是实际的entry数量;否则,
2021-02-014.7k 阅读
数据库Redis
Redis压缩列表的连锁更新机制探讨
Redis 压缩列表概述
Redis 中的压缩列表(ziplist)是一种紧凑的数据结构,用于在内存中高效地存储和访问数据。它特别适合存储数量较少且长度较短的元素。压缩列表由一系列特殊编码的连续内存块组成,这种结构设计旨在减少内存碎片,提高内存利用率。
压缩列表的基本结构如下:
- zlbytes:4 字节,记录整个压缩列表占用的字节数。
- zltail:4 字节,记录压缩列表中最后一个元素距离压缩列表起始位置的偏移量。
- zllen:2 字节,记录压缩列表中的元素个数。
- entryX:元素内容,每个元素的长度根据其具体数据类型和大小动态分配。
- zlend:1 字节,标志压缩列表的结束,值为 0xFF。
例如,假设有一个压缩列表存储了三个整数:1,2,3。其在内存中的布局大致如下:
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| zlbytes| zltail | zllen | entry1 | entry2 | entry3 |
2024-08-135.9k 阅读
数据库Redis
Redis字符串对象的内部实现与操作
Redis字符串对象概述
在Redis中,字符串对象是最基础也是最常用的数据类型之一。Redis的字符串对象不仅可以存储普通的字符串,还能存储整数和浮点数,其内部实现的灵活性使得它在各种场景下都能高效地工作。
Redis使用对象系统来管理所有的数据类型,字符串对象也不例外。每个对象都有一个redisObject结构作为其头部,该结构包含了对象的类型、编码方式以及其他一些元信息。对于字符串对象,其类型为REDIS_STRING。
字符串对象的编码方式
Redis字符串对象有三种主要的编码方式:int、embstr和raw。
int编码
当字符串对象保存的是整数值,且这个整数值可以用long类型(在64位系统上为8字节)表示时,Redis会使用int编码来存储这个字符串对象。这种编码方式直接将整数值保存在redisObject结构的ptr字段中(虽然ptr通常是用来保存指针的,但在这里被巧妙地用来保存整数值)。
以下是一个使用int编码的示例:
c
// 假设我们在Redis中执行 SET num 1234567890
// 在Redis内部,这个字符串对象会以int编码存储
2024-05-227.7k 阅读
数据库Redis
Redis列表对象的存储与访问优化
Redis 列表对象基础概述
Redis 作为一款高性能的键值数据库,其列表对象是一种非常重要的数据结构。Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)。
在 Redis 内部,列表对象的编码有两种形式:ziplist(压缩列表)和 linkedlist(链表)。当列表对象满足以下条件时,使用 ziplist 编码:
1. 列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于 64 字节。
2. 列表对象保存的元素数量小于 512 个。
如果不满足以上条件,则使用 linkedlist 编码。
ziplist 编码的存储结构
ziplist 是一种为节约内存而设计的顺序型数据结构,它由一系列特殊编码的连续内存块组成,是一个紧凑的字节数组。一个 ziplist 可以包含多个 entry,每个 entry 保存一个数据项。
ziplist 的结构如下:
<zlbytes><zltail><zllen><entry><entry>...<entry><zlend>
- zlbytes:4 字节无符号整数,表示 ziplist
2021-03-017.1k 阅读
数据库Redis
Redis哈希对象的结构与性能分析
Redis哈希对象简介
在Redis中,哈希对象(Hash Object)是一种非常重要的数据结构,用于存储键值对集合。与普通的键值对存储不同,哈希对象允许在一个键下存储多个字段和对应的值,这在实际应用场景中非常实用,例如存储用户信息,一个用户键下可以包含多个字段如姓名、年龄、地址等。
Redis哈希对象的底层实现采用了两种数据结构:ziplist(压缩列表)和hashtable(哈希表)。Redis会根据实际存储的元素数量和每个元素的大小来自动选择合适的底层结构,以达到最佳的存储和访问性能。
Redis哈希对象的底层结构
ziplist(压缩列表)
ziplist是一种紧凑的、顺序存储的数据结构,它被设计用来高效地存储小数据。在Redis中,当哈希对象包含的元素数量较少,并且每个元素的大小也较小时,会使用ziplist作为底层结构。
ziplist的结构如下:
- zlbytes:4字节,记录整个ziplist占用的字节数。
- zltail:4字节,记录从ziplist起始位置到最后一个entry的偏移量。
- zllen:2字节,记录ziplist中entry的数量。
2023-02-112.2k 阅读
数据库Redis
Redis集合对象的底层实现与操作技巧
Redis集合对象概述
Redis集合(Set)是一个无序的、不重复元素的集合。它在很多场景下都有着广泛的应用,比如社交网络中的共同好友计算、标签系统、抽奖活动等。在Redis中,集合类型的数据以键值对的形式存储,值是集合对象本身。
Redis集合对象支持一系列的操作,包括添加元素、删除元素、判断元素是否存在、获取集合元素个数以及集合间的交、并、差运算等。这些操作使得集合对象在处理唯一性数据和集合关系时非常便捷。
底层实现
Redis集合对象底层实现主要有两种数据结构:整数集合(intset)和哈希表(dict)。
整数集合(intset)
1. 结构定义
整数集合是Redis为了节省内存而设计的一种数据结构,用于存储类型为 int16_t、int32_t 或 int64_t 的整数且不包含重复元素。它的结构定义如下:
c
typedef struct intset {
// 编码方式
uint32_t encoding;
// 集合包含的元素数量
uint32_t length;
// 保存元素的数组
int8_t cont
2023-07-231.4k 阅读
数据库Redis
Redis有序集合对象的排序与查询机制
Redis有序集合概述
Redis 是一个开源的、基于内存的数据结构存储系统,常用作数据库、缓存和消息代理。有序集合(Sorted Set)是 Redis 提供的一种非常重要的数据结构。与普通集合(Set)不同,有序集合中的每个成员都关联了一个分数(score),这个分数用于对集合中的成员进行排序。
在 Redis 中,有序集合以有序的方式存储成员,这使得它非常适合实现排行榜、带权重的队列等应用场景。例如,在游戏排行榜中,我们可以将玩家的得分作为分数,玩家的 ID 作为成员,这样就可以轻松地获取得分最高的玩家列表。
底层数据结构
Redis 有序集合的底层实现主要依赖两种数据结构:压缩列表(ziplist)和跳跃表(skiplist)。
压缩列表(ziplist)
当有序集合中的元素数量较少,并且每个元素的成员和分数都比较小时,Redis 会使用压缩列表来存储有序集合。压缩列表是一种紧凑的、连续内存的数据结构,它通过节省内存空间来提高存储效率。
在压缩列表中,每个元素都被编码成一系列的字节,按照成员和分数的顺序依次存储。这种结构的优点是内存占用少,但缺点是插入和删除操作的
2022-07-022.9k 阅读
数据库Redis
Redis对象的类型检查与命令多态性实践
Redis对象类型概述
在Redis中,所有的数据都以对象的形式存在。Redis支持多种数据类型,每种类型都有其独特的内部结构和用途。常见的类型包括字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合(Set)和有序集合(Sorted Set)。
例如,一个简单的字符串键值对可以这样存储:
bash
SET mykey "Hello, Redis!"
这里,mykey是键,而"Hello, Redis!"就是一个字符串类型的对象。
哈希类型则用于存储字段和值的映射,例如:
bash
HSET myhash field1 "value1"
HSET myhash field2 "value2"
列表类型可以看作是一个链表,支持在两端进行插入和弹出操作,如:
bash
LPUSH mylist "element1"
LPUSH mylist "element2"
集合类型是无序的唯一元素集合,示例如下:
bash
SADD myset "member1"
SADD myset "member2"
有序集合则在集合的基础上,为每个元素关联了一个分数,以实现排序功能:
2024-10-027.1k 阅读
数据库Redis
Redis内存回收机制详解与性能影响
Redis内存回收机制概述
Redis作为一款高性能的内存数据库,高效的内存管理至关重要。Redis内存回收机制旨在在内存使用达到一定阈值时,通过特定策略释放不再使用的内存空间,以维持系统的稳定运行并提高内存利用率。
Redis主要采用两种方式来管理内存:一种是通过分配器(如jemalloc、tcmalloc等)进行底层内存分配,另一种则是通过自身的内存回收机制来清理不再被使用的内存。
内存回收触发条件
Redis内存回收通常在内存使用量达到设定的阈值时触发。这个阈值可以通过配置文件中的maxmemory参数来设置。例如,在redis.conf文件中添加或修改:
maxmemory 1024mb
上述配置表示将Redis的最大可用内存设置为1GB。当Redis使用的内存接近或达到这个值时,内存回收机制就会启动。
内存回收策略
Redis提供了多种内存回收策略,每种策略适用于不同的应用场景。这些策略可以通过maxmemory-policy参数在配置文件中设置,也可以在运行时通过CONFIG SET命令动态修改。
volatile-lru
该策略是在设置了过期时间的键值
2023-05-052.5k 阅读
数据库Redis
Redis对象的空转时长监控与优化策略
Redis对象空转时长概述
在Redis中,对象的空转时长(idle time)指的是一个对象在最近一次被访问之后到当前时间所经历的时间。了解对象的空转时长对于优化Redis性能、合理使用内存等方面具有重要意义。
Redis是基于键值对存储的数据库,每个键值对在Redis内部都以对象的形式存在。当一个键值对被创建后,如果长时间没有被读取或者写入操作,其对应的对象就处于“闲置”状态。监控这些对象的空转时长,我们可以采取相应策略来提高Redis的运行效率。例如,对于长时间空转的对象,我们可以考虑将其从内存中删除以释放空间,或者对其进行数据持久化操作等。
监控Redis对象空转时长的原理
Redis并没有直接提供获取对象空转时长的命令,但我们可以借助其内部机制来实现监控。Redis在对象结构中维护了一个lru(Least Recently Used,最近最少使用)字段,该字段记录了对象的最后一次访问时间(以时钟单位表示)。通过当前时间与lru字段记录的时间作差,我们就能计算出对象的空转时长。
Redis的时钟单位由全局变量server.hz决定,默认值为10,即每秒更新10次时钟。
2022-01-054.3k 阅读
数据库Redis