Redis 연결 목록의 하위 계층을 구현하는 방법

기본 구현

Redis 목록 데이터 구조의 기본 구현은 이중 연결 목록을 기반으로 합니다. 이중 연결 리스트는 일련의 노드로 구성된 공통 데이터 구조입니다. 각 노드는 이전 노드를 가리키는 포인터 prev, 다음 노드를 가리키는 다음 포인터 및 스토리지 A 포인터를 포함하는 listNode 구조로 표시됩니다. 가치를 소중히 여기다. Redis의 이중 연결 목록은 노드로 구성되며 각 노드는 요소를 나타내며 포인터를 통해 연결됩니다.

이중 연결 목록의 장점은 삽입 및 삭제 작업을 머리 부분과 꼬리 부분에서 빠르게 수행할 수 있다는 것입니다. Redis에서 새 요소가 목록의 헤드 또는 테일에 삽입되면 삽입 작업을 완료하려면 새 노드의 이전 및 다음 포인터와 원래 헤드 또는 테일 노드의 이전 또는 다음 포인터만 수정하면 됩니다. . 시간이 복잡합니다. 정도는 O(1)입니다. 마찬가지로 요소가 삭제되면 이전 노드의 다음 포인터나 다음 노드의 prev 포인터만 수정하면 삭제 작업이 완료되며 시간 복잡도도 O(1)입니다.

Redis는 이중 연결 목록을 사용하는 것 외에도 목록 데이터 구조의 성능을 향상하기 위해 다른 기술을 사용합니다. 예를 들어 목록의 요소 수가 특정 임계값을 초과하면 Redis는 목록을 압축 목록(zip 목록)으로 변환하여 메모리 사용량을 줄이고 액세스 속도를 높일 수 있습니다. 목록을 반복할 때 Redis는 반복자를 사용하여 목록의 요소를 순회하므로 순회 프로세스 중에 목록 수정으로 인해 발생하는 오류를 방지할 수 있습니다.

Redis의 목록형 데이터 구조는 목록의 시작이나 끝 부분에 요소를 추가하거나 제거할 수 있고, 지정된 위치에 요소를 삽입하거나 삭제할 수 있습니다. Redis의 이중 연결 목록 구현은 헤드 및 테일 노드에 대한 빠른 액세스는 물론 지정된 위치의 노드 삽입 및 삭제를 지원하므로 이러한 작업은 일정한 시간에 완료될 수 있습니다.

다음은 몇 가지 일반적인 Redis 목록 작업과 해당 시간 복잡도입니다.

• LPUSH: 요소를 헤드에 삽입합니다. 시간 복잡도는 O(1)입니다.

• RPUSH: 끝에 요소를 삽입하면 시간 복잡도는 O(1)입니다.

• LPOP: 헤더 요소를 삭제합니다. 시간 복잡도는 O(1)입니다.

• RPOP: 꼬리 요소를 삭제하면 시간 복잡도는 O(1)입니다.

• LINDEX: 지정된 위치의 요소에 액세스합니다. 시간 복잡도는 O(n)입니다.

• LINSERT: 지정된 위치에 요소를 삽입합니다. 시간 복잡도는 O(n)입니다.

• LREM: 지정된 요소를 삭제합니다. 시간 복잡도는 O(n)입니다.

소스 코드 구현

Redis List 데이터 구조의 기본 코드는 C 언어를 사용하여 데모를 구현합니다.

typedef struct listNode {
    struct listNode *prev;
    struct listNode *next;
    void *value;
} listNode;

typedef struct list {
    listNode *head;
    listNode *tail;
    unsigned long len;
} list;

list *listCreate(void) {
    list *l;

    if ((l = malloc(sizeof(*l))) == NULL) return NULL;
    l->head = l->tail = NULL;
    l->len = 0;
    return l;
}

void listRelease(list *list) {
    unsigned long len;
    listNode *current, *next;

    current = list->head;
    len = list->len;
    while(len--) {
        next = current->next;
        free(current);
        current = next;
    }
    free(list);
}

listNode *listAddNodeHead(list *list, void *value) {
    listNode *node;

    if ((node = malloc(sizeof(*node))) == NULL) return NULL;
    node->value = value;
    if (list->len == 0) {
        list->head = list->tail = node;
        node->prev = node->next = NULL;
    } else {
        node->prev = NULL;
        node->next = list->head;
        list->head->prev = node;
        list->head = node;
    }
    list->len++;
    return node;
}

listNode *listAddNodeTail(list *list, void *value) {
    listNode *node;

    if ((node = malloc(sizeof(*node))) == NULL) return NULL;
    node->value = value;
    if (list->len == 0) {
        list->head = list->tail = node;
        node->prev = node->next = NULL;
    } else {
        node->prev = list->tail;
        node->next = NULL;
        list->tail->next = node;
        list->tail = node;
    }
    list->len++;
    return node;
}

void listDelNode(list *list, listNode *node) {
    if (node->prev)
        node->prev->next = node->next;
    else
        list->head = node->next;
    if (node->next)
        node->next->prev = node->prev;
    else
        list->tail = node->prev;
    free(node);
    list->len--;
}

위 코드는 List 생성, 릴리스를 포함하여 List 데이터 구조의 기본 작업을 구현합니다. 헤더와 테일에 데이터를 나열하고 추가하며 요소 삽입 및 삭제를 수행합니다. 이러한 작업의 시간 복잡도는 O(1)입니다.

프로덕션에서의 실제 사용

Redis List 데이터 구조는 프로덕션 환경에서 많은 놀라운 용도를 가지고 있습니다.

• 메시지 대기열: Redis List는 메시지 대기열로 사용될 수 있으며 생산자는 메시지를 List에 푸시하고 소비자는 blpop을 사용합니다. , brpop 등. 이 명령은 메시지를 획득하고 이를 차단 방식으로 처리하여 간단한 메시지 대기열을 구현합니다.

• 주요 목록: Redis 목록의 푸시 및 팝 작업은 모두 O(1) 시간 복잡도를 가지며 사용자의 점수를 목록에 값으로 저장한 다음 lrange 명령을 통해 순위 목록을 얻을 수 있습니다.

• 최근 연락처 목록: 사용자의 최근 연락처 ID가 목록에 저장될 수 있습니다. 사용자가 연락처와 상호 작용할 때마다 연락처 ID가 목록의 맨 위로 이동되어 사용자의 최근 연락처를 가져옵니다. lrange 명령을 통한 연락처 목록.

• 페이징 쿼리: 데이터를 목록에 저장한 다음 lrange 명령을 사용하여 페이징 쿼리를 수행할 수 있습니다.

• 느린 로그: Redis는 실행 시간이 특정 임계값을 초과하는 명령을 기록하고 이러한 명령의 정보를 List에 저장하며 lrange 명령을 통해 느린 로그 정보를 얻을 수 있습니다.

• 채팅방: 채팅방의 메시지를 목록에 저장할 수 있습니다. 새 메시지가 있을 때마다 목록에 푸시한 후 lrange 명령을 통해 최신 메시지를 가져올 수 있습니다.

• 작업 대기열: 실행해야 하는 작업을 목록에 저장한 다음 lpop 명령을 통해 작업을 가져와 실행할 수 있습니다.

• 실시간 데이터 통계: 실시간 데이터를 List에 저장한 후 lrange 명령어를 사용하여 특정 시간 범위 내의 데이터를 얻어 통계 분석을 수행할 수 있습니다.

• 队列延迟处理：可以将需要延迟处理的任务存储在 List 中，同时将任务的执行时间作为 score 存储在 Sorted Set 中，然后使用 Redis 的定时任务功能，每隔一段时间就将 Sorted Set 中过期的任务移动到 List 中，然后通过 lpop 命令获取任务并执行。

• 日志收集：可以将应用程序的日志信息存储在 List 中，然后通过 lrange 命令获取日志信息进行分析和处理。

实战实例

基于 Redis List 数据结构实现消息队列的 Java 代码示例：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisMessageQueue {
    private Jedis jedis;
    private String queueKey;

    public RedisMessageQueue(Jedis jedis, String queueKey) {
        this.jedis = jedis;
        this.queueKey = queueKey;
    }

    public void enqueue(String message) {
        jedis.rpush(queueKey, message);
    }

    public String dequeue() {
        return jedis.lpop(queueKey);
    }
}

示例中，定义了一个 RedisMessageQueue 类，包含一个 Jedis 对象和一个队列键名 queueKey。enqueue 方法用于将消息 push 到队列中，dequeue 方法用于从队列中获取消息并将其 pop 出来，使用该类可以方便地实现消息队列功能。

使用方法如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class TestRedisMessageQueue {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost");
        RedisMessageQueue queue = new RedisMessageQueue(jedis, "myqueue");

        // 生产者向队列中添加消息
        queue.enqueue("Hello, Redis!");
        queue.enqueue("How are you?");

        // 消费者从队列中获取消息
        String message = queue.dequeue();
        while (message != null) {
            System.out.println("Received message: " + message);
            message = queue.dequeue();
        }
    }
}

我已经构建了一个 RedisMessageQueue 实例，并向队列中添加了两条信息。接着，调用 dequeue 方法从队列中取出消息，并将其输出到控制台。

该示例代码仅为演示 Redis List 数据结构实现消息队列的思路，实际生产环境中需要考虑更多的细节问题，例如如何处理消息重复、如何保证消息的可靠性等等。

Redis 聊天室示例

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;

import java.util.Scanner;

public class RedisChatRoom {
    private Jedis jedis;
    private String channel;
    private String chatListKey;

    public RedisChatRoom(Jedis jedis, String channel, String chatListKey) {
        this.jedis = jedis;
        this.channel = channel;
        this.chatListKey = chatListKey;
    }

    public void start() {
        // 订阅 Redis 频道
        jedis.subscribe(new JedisPubSub() {
            @Override
            public void onMessage(String channel, String message) {
                System.out.println("Received message: " + message);
                // 将消息添加到聊天列表中
                jedis.rpush(chatListKey, message);
            }
        }, channel);

        // 发布消息到 Redis 频道
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.print("Enter message: ");
            String message = scanner.nextLine();
            jedis.publish(channel, message);
        }
    }

    public void printChatList() {
        // 获取聊天列表中的所有消息并输出到控制台
        System.out.println("Chat list:");
        for (String message : jedis.lrange(chatListKey, 0, -1)) {
            System.out.println(message);
        }
    }
}

示例中，RedisChatRoom 类中添加了一个聊天列表 chatListKey，用于存储聊天室中的所有消息。在订阅 Redis 频道时，通过 JedisPubSub 的 onMessage 方法将收到的消息添加到聊天列表中。在 printChatList 方法中，通过 lrange 命令获取聊天列表中的所有消息，并输出到控制台中。

使用方法如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class TestRedisChatRoom {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost");
        RedisChatRoom chatRoom = new RedisChatRoom(jedis, "mychannel", "mychatlist");
        chatRoom.start();
        chatRoom.printChatList();
    }
}

创建了一个 RedisChatRoom 对象，并指定了频道名为 mychannel 和聊天列表键名为 mychatlist。执行 start 方法即可开始 Redis 频道的订阅并发布消息。在最后一步中，使用 printChatList 方法从聊天列表中获取所有消息并输出到控制台上。

该示例仅仅简单演示 Redis List 数据结构实现聊天室的思路，实际项目中需要更周全的设计以及考虑。

위 내용은 Redis 연결 목록의 하위 계층을 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!