Redis基础——剖析基础数据结构及其操纵
发布时间：2021-06-04 16:28:00 所属栏目：大数据 来源：互联网
导读：1. 数据类型 其基础数据类型有String、List、Hash、Set、Sorted Set，这些都是常用的基础数据类型，可以看到非常丰富，几乎能够满足大部分的需求了。其实还有一些高级数据结构，我们在这章里暂时先不提，只聊基础的数据结构。 2. String String可以说是最基
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1. 数据类型
其基础数据类型有String、List、Hash、Set、Sorted Set，这些都是常用的基础数据类型，可以看到非常丰富，几乎能够满足大部分的需求了。其实还有一些高级数据结构，我们在这章里暂时先不提，只聊基础的数据结构。
2. String
String可以说是最基础的数据结构了， 用法上可以直接和Java中的String挂钩，你可以把String类型用于存储某个标志位，某个计数器，甚至狠一点，序列化之后的JSON字符串都行，其单个key限制为512M。其常见的命令为get、set、incr、decr 、mget。
2.1 使用
get 获取某个key，如果key不存在会返回空指针
set 给key赋值，将key设置为指定的值，如果该key之前已经有值了，那么将被新的值给覆盖
incr 给当前的key的值+1，如果key不存在则会先给key调用set赋值为0，再调用incr。当然如果该key的类型不能做加法运算，例如字符串，就会抛出错误
decr 给当前key的值-1，其余的同上
mget 同get，只是一次性返回多条数据，不存在的key将会返回空指针
string相关命令
可能大多数的人只是到用一用的地步，这也无可厚非，但是如果是作为一个对技术有追求的开发，或者说你有想近大厂的想法，一定要有刨根问底的精神。只有当你真正知道一个东西的底层原理时，你遇到问题时才能提供给你更多的思路去解决问题。接下来我们就来聊一下Redis中String底层是如何实现的。
2.2 原理
2.2.1 结构
我们知道Redis是用C语言写的，但是Redis却没有直接使用，而是自己实现了一个叫SDS(Simple Dynamic String)的结构来实现字符串，结构如下。
struct sdshdr {
// 记录buf中已使用的字节数量
int len;
// 记录buf中未使用的字节数量
int free;
// 字节数组，用于保存字符串
char buf[];
}
2.2.2 优点
为什么Redis要自己实现SDS而不是直接用C的字符串呢?主要是因为以下几点。
减少获取字符串长度开销 C语言中获取字符串的长度需要遍历整个字符串，直到遇到结束标志位 ，时间复杂度为O(n)，而SDS直接维护了长度的变量，取长度的时间复杂度为O(1)
避免缓冲区溢出 C语言中如果往一个字节数组中塞入超过其容量的字节，那么就会造成缓冲区溢出，而SDS通过维护free变量解决了这个问题。向buf数组中写入数据时，会先判断剩余的空间是否足够塞入新数据，如果不够，SDS就会重新分配缓冲区，加大之前的缓冲区。且加大的长度等于新增的数据的长度
空间预分配&空间惰性释放 C语言中，每次修改字符串都会重新分配内存空间，如果对字符串修改了n次，那么必然会出现n次内存重新分配。而SDS由于冗余了一部分空间，优化了这个问题，将必然重新分配n次变为最多分配n次，而数据从buf中移除的时候，空闲出来的内存也不会马上被回收，防止新写入数据而造成内存重新分配
保证二进制安全 C语言中，字符串遇到 会被截断，而SDS不会因为数据中出现了 而截断字符串，换句话说，不会因为一些特殊的字符影响实际的运算结果
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