也當(dāng)過面試官，面試過不少應(yīng)聘者，因?yàn)槭俏易约赫腥俗约河?#xff0c;所以我不會(huì)看應(yīng)聘者造火箭的技術(shù)有多牛比，只看擰螺絲的手藝瓷不瓷實(shí)。畢竟以后是一個(gè)整體，拖了大家后腿團(tuán)隊(duì)都很難受。

面試的題目一般也不會(huì)太難，就像問Redis，我只是想確認(rèn)他真正用過就夠了。Redis 5種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和簡單操作要知道，最基本的要求，如果這個(gè)時(shí)候他會(huì)說出每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大致的應(yīng)用場景，那么這一定是加分的，起碼要比那些只會(huì)說出幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，在那干瞪眼等我問下一個(gè)問題的強(qiáng)很多，千萬別冷場。

Redis基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些？

一、String（字符串）

在任何一種編程語言里，字符串String都是最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 那你有想過Redis中存儲一個(gè)字符串都進(jìn)行了哪些操作嘛？

在Redis中String是可以修改的，稱為動(dòng)態(tài)字符串(Simple Dynamic String 簡稱 SDS)（快拿小本本記名詞，要考的），說是字符串但它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更像是一個(gè) ArrayList，內(nèi)部維護(hù)著一個(gè)字節(jié)數(shù)組，并且在其內(nèi)部預(yù)分配了一定的空間，以減少內(nèi)存的頻繁分配。

Redis的內(nèi)存分配機(jī)制是這樣：

• 當(dāng)字符串的長度小于 1MB時(shí)，每次擴(kuò)容都是加倍現(xiàn)有的空間。
• 如果字符串長度超過 1MB時(shí)，每次擴(kuò)容時(shí)只會(huì)擴(kuò)展 1MB 的空間。

這樣既保證了內(nèi)存空間夠用，還不至于造成內(nèi)存的浪費(fèi)，字符串最大長度為 512MB.。

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上圖就是字符串的基本結(jié)構(gòu)，其中 content 里面保存的是字符串內(nèi)容，0x0作為結(jié)束字符不會(huì)被計(jì)算len中。

分析一下字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

struct SDS{T capacity; //數(shù)組容量T len; //實(shí)際長度byte flages; //標(biāo)志位,低三位表示類型byte[] content; //數(shù)組內(nèi)容 }

capacity 和 len兩個(gè)屬性都是泛型，為什么不直接用int類型？因?yàn)镽edis內(nèi)部有很多優(yōu)化方案，為更合理的使用內(nèi)存，不同長度的字符串采用不同的數(shù)據(jù)類型表示，且在創(chuàng)建字符串的時(shí)候 len 會(huì)和 capacity 一樣大，不產(chǎn)生冗余的空間，所以String值可以是字符串、數(shù)字（整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)) 或者 二進(jìn)制。

1、應(yīng)用場景：

存儲key-value鍵值對，這個(gè)比較簡單不細(xì)說了

2、字符串（String）常用的命令：

set [key] [value] 給指定key設(shè)置值（set 可覆蓋老的值）get [key] 獲取指定key 的值del [key] 刪除指定keyexists [key] 判斷是否存在指定keymset [key1] [value1] [key2] [value2] ...... 批量存鍵值對mget [key1] [key2] ...... 批量取keyexpire [key] [time] 給指定key 設(shè)置過期時(shí)間 單位秒setex [key] [time] [value] 等價(jià)于 set + expire 命令組合setnx [key] [value] 如果key不存在則set 創(chuàng)建，否則返回0incr [key] 如果value為整數(shù) 可用 incr命令每次自增1incrby [key] [number] 使用incrby命令對整數(shù)值 進(jìn)行增加 number

二、list(列表)

Redis中的list和Java中的LinkedList很像，底層都是一種鏈表結(jié)構(gòu)， list的插入和刪除操作非常快，時(shí)間復(fù)雜度為 0(1)，不像數(shù)組結(jié)構(gòu)插入、刪除操作需要移動(dòng)數(shù)據(jù)。

像歸像，但是redis中的list底層可不是一個(gè)雙向鏈表那么簡單。

當(dāng)數(shù)據(jù)量較少的時(shí)候它的底層存儲結(jié)構(gòu)為一塊連續(xù)內(nèi)存，稱之為ziplist(壓縮列表)，它將所有的元素緊挨著一起存儲，分配的是一塊連續(xù)的內(nèi)存；當(dāng)數(shù)據(jù)量較多的時(shí)候?qū)?huì)變成quicklist(快速鏈表)結(jié)構(gòu)。

可單純的鏈表也是有缺陷的，鏈表的前后指針 prev 和 next 會(huì)占用較多的內(nèi)存，會(huì)比較浪費(fèi)空間，而且會(huì)加重內(nèi)存的碎片化。在redis 3.2之后就都改用ziplist+鏈表的混合結(jié)構(gòu)，稱之為 quicklist(快速鏈表)。

下面具體介紹下兩種鏈表

ziplist(壓縮列表)

先看一下ziplist的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，

struct ziplist<T>{int32 zlbytes; //壓縮列表占用字節(jié)數(shù)int32 zltail_offset; //最后一個(gè)元素距離起始位置的偏移量,用于快速定位到最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)int16 zllength; //元素個(gè)數(shù)T[] entries; //元素內(nèi)容int8 zlend; //結(jié)束位 0xFF }

int32 zlbytes： 壓縮列表占用字節(jié)數(shù)int32 zltail_offset： 最后一個(gè)元素距離起始位置的偏移量,用于快速定位到最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)

`int16 zllength`：元素個(gè)數(shù) `T[] entries`：元素內(nèi)容 `int8 zlend`：結(jié)束位 0xFF

壓縮列表為了支持雙向遍歷，所以才會(huì)有 ztail_offset 這個(gè)字段，用來快速定位到最后一
個(gè)元素，然后倒著遍歷

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entry的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

struct entry{int<var> prevlen; //前一個(gè) entry 的長度int<var> encoding; //元素類型編碼optional byte[] content; //元素內(nèi)容 }

entry它的 prevlen 字段表示前一個(gè) entry 的字節(jié)長度，當(dāng)壓縮列表倒著遍歷時(shí)，需要通過這
個(gè)字段來快速定位到下一個(gè)元素的位置。

1、應(yīng)用場景：

由于list它是一個(gè)按照插入順序排序的列表，所以應(yīng)用場景相對還較多的，例如：

• 消息隊(duì)列：lpop和rpush（或者反過來，lpush和rpop）能實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的功能
• 朋友圈的點(diǎn)贊列表、評論列表、排行榜：lpush命令和lrange命令能實(shí)現(xiàn)最新列表的功能，每次通過lpush命令往列表里插入新的元素，然后通過lrange命令讀取最新的元素列表。

2、list操作的常用命名：

rpush [key] [value1] [value2] ...... 鏈表右側(cè)插入rpop [key] 移除右側(cè)列表頭元素，并返回該元素lpop [key] 移除左側(cè)列表頭元素，并返回該元素llen [key] 返回該列表的元素個(gè)數(shù)lrem [key] [count] [value] 刪除列表中與value相等的元素，count是刪除的個(gè)數(shù)。 count>0 表示從左側(cè)開始查找，刪除count個(gè)元素，count<0 表示從右側(cè)開始查找，刪除count個(gè)相同元素，count=0 表示刪除全部相同的元素(PS: index 代表元素下標(biāo)，index 可以為負(fù)數(shù)， index= 表示倒數(shù)第一個(gè)元素，同理 index=-2 表示倒數(shù)第二 個(gè)元素。)lindex [key] [index] 獲取list指定下標(biāo)的元素 （需要遍歷，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)）lrange [key] [start_index] [end_index] 獲取list 區(qū)間內(nèi)的所有元素 （時(shí)間復(fù)雜度為 O（n））ltrim [key] [start_index] [end_index] 保留區(qū)間內(nèi)的元素，其他元素刪除（時(shí)間復(fù)雜度為 O（n））

三、hash （字典）

Redis 中的 Hash和 Java的 HashMap 更加相似，都是數(shù)組+鏈表的結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生 hash 碰撞時(shí)將會(huì)把元素追加到鏈表上，值得注意的是在 Redis 的 Hash 中 value 只能是字符串.

hset books java "Effective java" (integer) 1 hset books golang "concurrency in go" (integer) 1 hget books java "Effective java" hset user age 17 (integer) 1 hincrby user age 1 #單個(gè) key 可以進(jìn)行計(jì)數(shù) 和 incr 命令基本一致 (integer) 18

Hash 和String都可以用來存儲用戶信息 ，但不同的是Hash可以對用戶信息的每個(gè)字段單獨(dú)存儲；String存的是用戶全部信息經(jīng)過序列化后的字符串，如果想要修改某個(gè)用戶字段必須將用戶信息字符串全部查詢出來，解析成相應(yīng)的用戶信息對象，修改完后在序列化成字符串存入。而 hash可以只對某個(gè)字段修改，從而節(jié)約網(wǎng)絡(luò)流量，不過hash內(nèi)存占用要大于 String，這是 hash 的缺點(diǎn)。

1、應(yīng)用場景：

• 購物車：hset [key] [field] [value] 命令， 可以實(shí)現(xiàn)以用戶Id，商品Id為field，商品數(shù)量為value，恰好構(gòu)成了購物車的3個(gè)要素。
• 存儲對象：hash類型的(key, field, value)的結(jié)構(gòu)與對象的(對象id, 屬性, 值)的結(jié)構(gòu)相似，也可以用來存儲對象。

2、hash常用的操作命令：

hset [key] [field] [value] 新建字段信息hget [key] [field] 獲取字段信息hdel [key] [field] 刪除字段hlen [key] 保存的字段個(gè)數(shù)hgetall [key] 獲取指定key 字典里的所有字段和值 （字段信息過多,會(huì)導(dǎo)致慢查詢 慎用：親身經(jīng)歷 曾經(jīng)用過這個(gè)這個(gè)指令導(dǎo)致線上服務(wù)故障）hmset [key] [field1] [value1] [field2] [value2] ...... 批量創(chuàng)建hincr [key] [field] 對字段值自增hincrby [key] [field] [number] 對字段值增加number

四、set(集合)

Redis 中的 set和Java中的HashSet 有些類似，它內(nèi)部的鍵值對是無序的、唯一 的。它的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于一個(gè)特殊的字典，字典中所有的value都是一個(gè)值 NULL。當(dāng)集合中最后一個(gè)元素被移除之后，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被自動(dòng)刪除，內(nèi)存被回收。

1、應(yīng)用場景：

• 好友、關(guān)注、粉絲、感興趣的人集合：
  1) sinter命令可以獲得A和B兩個(gè)用戶的共同好友；
  2) sismember命令可以判斷A是否是B的好友；
  3) scard命令可以獲取好友數(shù)量；
  4) 關(guān)注時(shí)，smove命令可以將B從A的粉絲集合轉(zhuǎn)移到A的好友集合
• 首頁展示隨機(jī)：美團(tuán)首頁有很多推薦商家，但是并不能全部展示，set類型適合存放所有需要展示的內(nèi)容，而srandmember命令則可以從中隨機(jī)獲取幾個(gè)。
• 存儲某活動(dòng)中中獎(jiǎng)的用戶ID ，因?yàn)橛腥ブ毓δ?#xff0c;可以保證同一個(gè)用戶不會(huì)中獎(jiǎng)兩次。

2、set的常用命令：

sadd [key] [value] 向指定key的set中添加元素smembers [key] 獲取指定key 集合中的所有元素sismember [key] [value] 判斷集合中是否存在某個(gè)valuescard [key] 獲取集合的長度spop [key] 彈出一個(gè)元素srem [key] [value] 刪除指定元素

五、zset(有序集合)

zset也叫SortedSet一方面它是個(gè) set ，保證了內(nèi)部 value 的唯一性，另方面它可以給每個(gè) value 賦予一個(gè)score，代表這個(gè)value的排序權(quán)重。它的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)用的是一種叫作“跳躍列表”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1、應(yīng)用場景：

zset 可以用做排行榜，但是和list不同的是zset它能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的排序，例如： 可以用來存儲粉絲列表，value 值是粉絲的用戶 ID，score 是關(guān)注時(shí)間，我們可以對粉絲列表按關(guān)注時(shí)間進(jìn)行排序。

zset 還可以用來存儲學(xué)生的成績， value 值是學(xué)生的 ID, score 是他的考試成績。 我們對成績按分?jǐn)?shù)進(jìn)行排序就可以得到他的名次。

2、zset有序集合的常用操作命令：

zadd [key] [score] [value] 向指定key的集合中增加元素zrange [key] [start_index] [end_index] 獲取下標(biāo)范圍內(nèi)的元素列表，按score 排序輸出zrevrange [key] [start_index] [end_index] 獲取范圍內(nèi)的元素列表 ，按score排序 逆序輸出zcard [key] 獲取集合列表的元素個(gè)數(shù)zrank [key] [value] 獲取元素再集合中的排名zrangebyscore [key] [score1] [score2] 輸出score范圍內(nèi)的元素列表zrem [key] [value] 刪除元素zscore [key] [value] 獲取元素的score

總結(jié)

本文很多概念都一帶而過了，只是給大家粗略的講述一下Redis五種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場景，旨在給小伙伴們一個(gè)面試備題的方向

來源：思否

作者：程序員內(nèi)點(diǎn)事

原文：https://segmentfault.com/a/1190000022800471

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的hashmap应用场景_Redis 5种数据结构 及使用场景分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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