Redis常见的数据结构

Redis 常见数据结构

Redis 是一种键值数据库，支持丰富的数据结构，主要包括： 1. 字符串（String）：简单键值对。 2. 哈希（Hash）：键值对集合。 3. 列表（List）：有序可重复元素。 4. 集合（Set）：无序不重复元素。 5. 有序集合（Sorted Set）：带分数的集合。

核心点

数据结构多样，内存存储，高效操作。

1. 数据结构详解

(1) 字符串（String）

底层实现：
SDS（Simple Dynamic String）：动态字符串，优于 C 字符串。
特点：
存储文本、数字、字节流。
支持增减操作（如 INCR）。
命令：
SET key value, GET key, INCR key。
时间复杂度：
O(1)。
示例：

SET name "Alice"
INCR count  # 自增

场景：
缓存、计数器。

(2) 哈希（Hash）

底层实现：
字典（dict）：哈希表。
小数据量用 ziplist（压缩列表）优化内存。
特点：
键值对集合，类似 Map。
字段独立操作。
命令：
HSET key field value, HGET key field, HGETALL key。
时间复杂度：
O(1)（单字段）。
示例：

HSET user:1 name "Alice" age "25"
HGET user:1 name  # 返回 "Alice"

场景：
对象存储（如用户信息）。

(3) 列表（List）

底层实现：
双向链表（quicklist）：Redis 3.2+，结合 ziplist 和链表。
特点：
有序，可重复。
支持两端操作。
命令：
LPUSH key value, RPOP key, LRANGE key 0 -1。
时间复杂度：
头尾操作：O(1)。
中间访问：O(n)。
示例：

LPUSH list 1 2 3
RPOP list  # 返回 1

场景：
队列、栈、时间线。

(4) 集合（Set）

底层实现：
字典（dict）：键存值，值为空。
小集合用 intset（整数集合）优化。
特点：
无序，不重复。
支持交并差操作。
命令：
SADD key value, SMEMBERS key, SINTER key1 key2。
时间复杂度：
添加/查询：O(1)。
集合运算：O(n)。
示例：

SADD set 1 2 3
SADD set 2
SMEMBERS set  # 返回 1 2 3

场景：
去重、标签系统。

(5) 有序集合（Sorted Set）

底层实现：
跳表（skiplist） + 字典（dict）：
- 跳表：排序。
- 字典：快速查找。
特点：
每个元素带分数，按分数排序。
支持排名查询。
命令：
ZADD key score value, ZRANGE key 0 -1, ZRANK key value。
时间复杂度：
添加/查询：O(log n)。
范围查询：O(log n + k)。
示例：

ZADD rank 90 "Alice" 85 "Bob"
ZRANGE rank 0 1  # 返回 "Bob" "Alice"

场景：
排行榜、优先级队列。

2. 其他数据结构（扩展）

Bitmap：
字符串变种，按位操作。
SETBIT, BITCOUNT。
场景：统计活跃用户。
HyperLogLog：
概率统计基数。
PFADD, PFCOUNT。
场景：UV 计算。
Geo：
有序集合扩展，地理位置。
GEOADD, GEODIST。
场景：附近的人。

3. 底层优化

SDS：长度记录，O(1) 获取长度。
Ziplist：连续内存，小数据节省空间。
Quicklist：链表 + ziplist，平衡性能。
Intset：整数优化，小集合高效。
Skiplist：多层索引，快速排序。

4. 延伸与面试角度

与传统数据库：
Redis 内存操作，复杂度低。
实际应用：
String：Session 缓存。
Hash：购物车。
List：消息队列。
Set：好友列表。
ZSet：实时排名。
面试点：
问“结构”时，提五种及复杂度。
问“实现”时，提 SDS 或跳表。

总结

Redis 提供 String、Hash、List、Set、ZSet 五大核心数据结构，底层用 SDS、字典、跳表等实现，高效支持多种场景。面试时，可提命令示例或场景应用，展示理解深度。