Redis基础数据结构

1.String(字符串)

1.1 概述

1. 字符串 string 是 Redis 最简单的数据结构。Redis 所有的数据结构都是以唯一的 key 字符串作为名称，然后通过这个唯一 key 值来获取相应的 value 数据。
2. String 数据结构是简单的key-value类型，value其实不仅是String，也可以是数字.

1.2 实现方式

　　 String在redis内部存储默认就是一个字符串(SDS)，被redisObject所引用，当遇到incr,decr等操作时会转成数值型进行计算，此时redisObject的encoding字段为int。

2. List(列表)

2.1 概述

1. 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）
2. 一个列表最多可以包含 2³² - 1 个元素 (4294967295, 每个列表超过40亿个元素)。
3. 当列表弹出了最后一个元素之后，该数据结构自动被删除，内存被回收.

2.2 实现方式

　　Redis 的列表相当于 Java 语言里面的 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)。

　　如果再深入一点，你会发现 Redis 底层存储的还不是一个简单的 linkedlist，而是称之为快速链表 quicklist 的一个结构。

　　首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是 ziplist，也即是压缩列表。它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存。

　　当数据量比较多的时候才会改成 quicklist。因为普通的链表需要的附加指针空间太大,会比较浪费空间，而且会加重内存的碎片化。比如这个列表里存的只是 int 类型的数据，结构上还需要两个额外的指针 prev 和 next 。

　　所以 Redis 将链表和 ziplist 结合起来组成了 quicklist。也就是将多个 ziplist 使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。

2.3 常用场景

1. 消息队列

3. Hash

3.1 概述　　

1. Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，hash特别适合用于存储对象。
2. Redis 中每个 hash 可以存储 2³² - 1 键值对（40多亿）。

3.2 实现方式

　　Redis 的字典相当于 Java 语言里面的 HashMap，它是无序字典。内部实现结构上同 Java 的 HashMap 也是一致的，同样的数组 + 链表二维结构。第一维 hash 的数组位置碰撞时，就会将碰撞的元素使用链表串接起来。

4. Set

4.1 概述

1. Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。
2. Redis 中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1)。
3. 集合中最大的成员数为 2^{32 - 1} (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

4.2 实现方式

　　Redis 的集合相当于 Java 语言里面的 HashSet，它内部的键值对是无序的唯一的。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。

5. Sorted Set

5.1 概述

1. Redis 有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
2. 不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
3. 有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。
4. 集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。 集合中最大的成员数为 2^{32 - 1} (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

5.2 实现方式

　　zset 可能是 Redis 提供的最为特色的数据结构，它也是在面试中面试官最爱问的数据结构。

　　zset主要包含两个数据结构。

　　一个是 dict(字典)，key是成员，value是分值，用于支持 O(1) 复杂度的按成员取分值操作；

　　一个是 skiplist(跳跃表)，按分值排序成员，用于支持平均复杂度为O(log N)的按分值定位成员的操作，以及范围操作；

6 发布订阅

1. Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式：发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息。
2. Redis 客户端可以订阅任意数量的频道。
3. 订阅频道时可以订阅指定名称的频道, 当需要新增时需手动添加订阅
4. 订阅指定模式的频道, 当新发布了符合此模式的频道时, 会自动订阅该频道

7. 基本数据结构的编码方式