Quels sont les principes et l'utilisation du type Redis et de l'encodage ?

摘要

Redis是一款开源的高性能key-value数据库，广泛应用于各种场景。在Redis中，数据类型（type）和编码（encoding） 是非常重要的概念。本篇博客将详细介绍Redis支持的数据类型以及相应的编码方式和底层实现原理。

要查看Redis某个key的内部编码，可以使用Redis命令OBJECT ENCODING key。其中，key是你想要查询的键名。例如，如果你想要查询名为mykey的键的内部编码，可以执行以下命令：

127.0.0.1:6379> object encoding mykey  // 查看某个Redis键值的编码

redisObject

在 Redis 中，redisObject 是 Redis 中最基本的数据结构之一。redisObject 用于表示 Redis 中的键值对中的值，它可以是字符串、整数、列表、哈希表等任意一种 Redis 数据类型。

redisObject 的定义如下：

typedef struct redisObject {

    // 类型
    unsigned type:4;

    // 编码方式
    unsigned encoding:4;

    // 引用计数
    int refcount;

    // 指向实际值的指针
    void *ptr;

} robj;

• type：表示 redisObject 的类型。

• encoding：表示 redisObject 的编码方式。

• refcount：表示当前 redisObject 被引用的次数。

• ptr： ptr字段则是一个指针，指向实际的 Redis 对象。

Redis源码encoding取值有如下几种：

#define OBJ_ENCODING_RAW 0        /* Raw representation */
#define OBJ_ENCODING_INT 1        /* Encoded as integer */
#define OBJ_ENCODING_HT 2         /* Encoded as hash table */
#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3     /* Encoded as zipmap */
#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* No longer used: old list encoding. */
#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5    /* Encoded as ziplist */
#define OBJ_ENCODING_INTSET 6     /* Encoded as intset */
#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7   /* Encoded as skiplist */
#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8     /* Embedded sds string encoding */
#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9  /* Encoded as linked list of ziplists */

类型与编码介绍

Redis支持五种主要的数据类型：字符串(string)、列表(list)、集合(set)、有序集合(sorted set)和哈希(hash)。每种数据类型都有对应的编码方式。

数据类型与编码方式总览如下：

数据类型	编码方式
字符串	int、embstr、raw
哈希表	ziplist、hashtable
列表	ziplist、linkedlist、quicklist
集合	intset、hashtable
有序集合	ziplist、skiplist

String

String est le type de données le plus basique dans Redis, généralement utilisé pour stocker du texte ou des données binaires. Redis prend en charge deux méthodes d'encodage :

• Dans Redis, lorsqu'une chaîne peut être représentée comme un entier, elle sera convertie en un entier et utilisée pour le stockage d'encodage int. Les avantages du codage int sont un petit espace de stockage et une efficacité opérationnelle élevée. L'inconvénient est qu'il ne peut stocker que des entiers et ne prend pas en charge les opérations sur les chaînes.

• embstr(chaîne codée embstr) : Enregistrer une chaîne d'une longueur inférieure à 44 octets , lorsqu'une chaîne est relativement courte, utilisation Cette méthode de codage est stockée et peut réduire l'utilisation de la mémoire.

• raw(chaîne codée brute) : Enregistrer une chaîne de plus de 44 octets , lorsqu'une chaîne est relativement longue, stockée en utilisant ceci codage.

List

Une liste est une collection ordonnée de chaînes dans laquelle des éléments peuvent être ajoutés, modifiés et supprimés. Redis prend en charge trois méthodes d'encodage :

• ziplist : Avant la version Redis3.2, Lorsque la longueur de chaque chaîne dans la section Liste est inférieure à 64 caractères et le nombre d'éléments dans la liste est inférieur à 512 , l'objet List utilise le codage ziplist, et dans d'autres cas, le codage liste liée est utilisé. ziplist est une structure de liste compacte et compressée qui économise de la mémoire. Idéal pour les petites listes.

• Linkedlist est un type de structure de données qui prend en charge des listes de toute taille via une structure de liste chaînée. Mais son empreinte mémoire augmentera à mesure que la longueur de la liste augmentera.

• quicklist : Introduit dans la version 3.2 de Redis , quicklist est une structure de liste composée de plusieurs ziplists, qui non seulement garantit les performances, mais Peut également économiser de la mémoire. Convient aux grandes listes.

Collection

Une collection est une série de collections de chaînes non ordonnées qui prennent en charge l'ajout, la suppression et l'interrogation d'éléments. Redis prend en charge deux méthodes d'encodage :

• intset : Lorsque les éléments de la collection sont tous des entiers, Redis utilisera l'encodage intset pour stocker . Les avantages du codage intset sont un petit espace de stockage et une efficacité opérationnelle élevée.

• hashtable : Lorsque les éléments de la collection contiennent des chaînes, Redis utilisera l'encodage de table de hachage pour stocker . L'avantage du codage par table de hachage est qu'il peut stocker des éléments de n'importe quel type et prend en charge les opérations sur les chaînes. L'inconvénient est que l'espace de stockage est relativement grand et que l'efficacité opérationnelle est relativement faible.

Ensemble commandé

Les ensembles de cordes non ordonnés se verront attribuer une partition, afin qu'ils puissent être triés en fonction de la partition et former un An collecte ordonnée. Redis prend en charge deux méthodes d'encodage :

• ziplist : Enregistrez moins de 128 éléments et toutes les tailles d'éléments sont inférieures à 64 octets, utilisez l'encodage ziplist #🎜 🎜#, ziplist est une structure de liste compacte et compressée adaptée aux petites collections ordonnées.

• skiplist : Skiplist est une structure de liste à ignorer qui prend en charge les requêtes et le tri rapides. Convient aux grandes collections commandées.

Table de hachage

Une table de hachage est une collection de paires clé-valeur, chaque clé étant associée à une valeur. Redis prend en charge deux méthodes d'encodage :

• ziplist :

  La longueur de chaîne de toutes les valeurs clés enregistrées par l'objet de hachage est inférieure à 64 octets et le nombre de paires clé-valeur Si le nombre est inférieur à 512 , Redis le stockera en utilisant le codage ziplist. Les avantages de la méthode de codage ziplist sont un petit espace de stockage et une efficacité opérationnelle élevée. L'inconvénient est que les opérations de recherche rapide de clés ne sont pas prises en charge.

• En plus des conditions ci-dessus, Redis utilisera l'encodage de table de hachage pour le stockage. L’avantage du codage par table de hachage est qu’il prend en charge les opérations de recherche rapide de clés. L'inconvénient est que l'espace de stockage est relativement grand et que l'efficacité opérationnelle est relativement faible.

Principes sous-jacents des types et de l'encodage

Après avoir compris les types de données et les méthodes d'encodage pris en charge par Redis, jetons un coup d'œil à leur implémentation sous-jacente principes.

Conversion d'encodage

Dans Redis, chaque paire clé-valeur a un identifiant de type, qui est utilisé pour indiquer le type de données stocké dans la paire clé-valeur. Lorsque nous opérons sur une clé, Redis encodera la paire clé-valeur en fonction de l'encodage actuel de la clé et de l'encodage requis pour l'opération.

Par exemple, lorsque nous ajoutons du contenu à une chaîne, si l'encodage actuel de la chaîne est brut, mais que le nouveau contenu peut être stocké en utilisant l'encodage embstr, alors Redis le fera. La méthode d'encodage est convertie à partir du brut s'embrouiller.

Structure de données

Redis utilise une variété de structures de données classiques pour implémenter différents types de données, sans se limiter aux méthodes d'encodage. Par exemple, les listes Redis et les tables de hachage sont implémentées à l'aide de structures de listes chaînées. Skip List est une structure de données efficace utilisée dans les collections ordonnées.

Ces structures de données ont été soigneusement conçues et optimisées pour répondre aux besoins des applications dans divers scénarios. Par exemple, la structure de liste chaînée convient aux situations dans lesquelles des éléments doivent être fréquemment ajoutés et supprimés, tandis que la structure de liste de sauts est plus adaptée aux opérations de tri et de recherche.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!