Lernen von Redis-Datentypen: Lassen Sie uns über String-Prinzipien sprechen

Dieser Artikel wird Ihnen helfen, den String im Redis-Datentyp zu verstehen und über das Speicherprinzip des String-Datentyps zu sprechen.

Redis ist eine Middleware, die häufig in der Arbeit verwendet wird. Sie unterstützt umfangreiche Datenstrukturen, verfügt über eine extrem starke Lese- und Schreibleistung und kann 100.000+ TPS erreichen.

Der heutige Artikel analysiert und fasst den String-Typ zusammen, der auch eine der am häufigsten verwendeten Datenstrukturen ist. Dieser Artikel wird basierend auf redis5.0 analysiert. [Verwandte Empfehlungen: Redis-Video-Tutorial

1. Grundlegende Verwendung

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

1. set ist der angegebene Name, value ist der Wert, der gespeichert werden muss

2 Ablaufzeit Sekunden, PX Geben Sie die Ablaufzeit in Millisekunden an

3. Die Einstellung ist nur erfolgreich, wenn der Schlüssel nicht vorhanden ist. Zusammenfassung: 5.0 unterstützt den Set-Befehl Geben Sie die Ablaufzeit und die Nichtexistenz an, das heißt, die verteilte Sperrfunktion kann über einen Befehl realisiert werden. In früheren Versionen müssen das Festlegen des Schlüssels und das Festlegen der Ablaufzeit in zwei Befehle unterteilt werden es schwieriger, die Atomizität sicherzustellen.

2. Nutzungsszenarien

2. Setnx Distributed lock

4. Incr globale ID

5 code>Incr current limit

6. Bitoperation, Bitmap-Funktion, Online-Benutzerstatistik 0/1 Markierung

3. Unterstützte gespeicherte Datentypen 分布式锁

3、incr 计数器

4、Incr 全局id

5、Incr 限流

6、bit 操作,位图功能，在线用户统计 0/1标记

三、支持存储的数据类型

整型，字符型，float（单浮点型）

四、不同的编码类型

五、String存储原理

在Redis中，数据存储在一个RedisObject类中

typedef struct redisObject {    
//这个类型可以是string,也可以是hash,zset等等
unsigned type:4;    
unsigned encoding:4;    
//记录lru，lfu淘汰算法依赖的访问时间和访问频率    
unsigned lru:LRU_BITS; 
/* LRU time (relative to global lru_clock) or                            * LFU data (least significant 8 bits frequency                            * and most significant 16 bits access time). */
//引用计数器    
int refcount;    
//指向真实数据结构对象    
void *ptr;
} robj;

对于String,Redis自定义了一种简单动态字符串的数据结构来存储字符串数。

源码实现：多种数据结构，分别表示可以存储不同长度的字符串。

len:代表已经使用的长度

alloc:分配的总内存大小

flags:代表存储类型

buf[]:实际的数据

六、三种编码存储区别

1、embstr的RedisObject,SDS内存在一块，只要创建时分配一次内存，销毁时释放一次内存,查找方便

2、raw则RedisObject,SDS内存不在一块，需要创建时分配两次内存，销毁时释放两次内存

3、embstr的结构，决定了他需要增加长度时，RedisObject,SDS都需要重新分配内存。因此embstr编码的数据是不能修改的，只读的。

七、int,embstr编码什么时候转换成raw

1、int类型的数据不再是int类型,转成raw

2、长度大于2^63-1转成embstr

3、embstr字符超过44字节，转成raw

八、SDS数据结构的优点

1、二进制安全的 可以存储图片 整形，浮点型

2、String 的三种编码,充分利用内存，提高内存利用率

• int 存储8个字节长整形 long ,2^63-1
• Embstr embstr格式的SDS simple Dynamic String 内存空间是连续的,只读的,只要执行修改就会转成raw
• Raw,SDS，存储大于44个字节的字符串

3、不用担心内存溢出，sds具备自动扩容能力

4、获取字符串长度时间复杂度O(1),存储了len属性

5、通过空间预分配和惰性空间释放防止多次分配内存

6、判断是否结束使用len属性，可以包含'',操作字符串。

九、为什么不用c中的字符数组？

1、需要预先分配内存，可能内存溢出

2、获取长度需要遍历数组，时间复杂度O(n)

3、字符数组长度变化，需要内存重分配

4、c的字符数组中，''代表判断结束。二进制数据存储不安全

Integer-Typ, Zeichentyp, Float (einzelner Gleitkommatyp) 🎜

🎜Vier verschiedene Codierungstypen🎜🎜🎜🎜🎜🎜

🎜5. String-Speicherprinzip🎜🎜🎜In Redis werden Daten in einer RedisObject-Klasse gespeichert🎜

//仅仅设置长度，没有真正清除数据
void sdsclear(sds s) {    
//单纯设置长度为0    
sdssetlen(s, 0);    
//第一个字符设置为结束符    
s[0] = &#39;<pre class="brush:php;toolbar:false">sds sdsRemoveFreeSpace(sds s) 
{
struct sdshdr *sh;    
sh = (void*) (s-(sizeof(struct sdshdr)));    
// 进行内存重分配，让 buf 的长度仅仅足够保存字符串内容 
sh = zrealloc(sh, sizeof(struct sdshdr)+sh->len+1);    
// 空余空间为 0    
sh->free = 0;    
return sh->buf;
}

'; }🎜Für String passt Redis eine einfache dynamische String-Datenstruktur an, um die Anzahl der Strings zu speichern. 🎜🎜Quellcode-Implementierung: Mehrere Datenstrukturen, die jeweils Zeichenfolgen unterschiedlicher Länge darstellen, die gespeichert werden können. 🎜🎜🎜🎜< img src alt="" title="Zum Verschieben anklicken und ziehen" Load="lazy"/>len: stellt die verwendete Länge dar🎜🎜alloc: die insgesamt zugewiesene Speichergröße🎜🎜 Flags: stellt den Speichertyp dar 🎜🎜buf[]: tatsächliche Daten 🎜

6. Unterschiede zwischen drei Arten von Codierungsspeichern 🎜🎜1. Embstrs RedisObject und SDS-Speicher sind in einem Stück, solange Da sie erstellt werden, Speicher einmal zuweisen, Speicher einmal freigeben, wenn sie zerstört werden, ist es leicht zu finden🎜🎜2. Raw ist RedisObject und SDS-Speicher befindet sich nicht am selben Ort Es muss erstellt werden, Speicher zweimal zuweisen< /code>, wenn es zerstört wird, <code>Speicher zweimal freigeben🎜🎜3 Die Struktur von embstr bestimmt, dass RedisObject und SDS muss Speicher neu zuweisen. Daher können embstr-codierte Daten nicht geändert werden und sind schreibgeschützt. 🎜

🎜7. Wann werden Int- und Embstr-Kodierung in Raw konvertiert? 🎜

🎜8. Vorteile der SDS-Datenstruktur🎜🎜🎜1 Binary Safe kann drei Kodierungen für Bildformung, Gleitkomma 🎜🎜2 und speichern Zeichenfolge, die den Speicher voll ausnutzt und die Speicherauslastung verbessert🎜

• int Speicher 8 Byte lang, Ganzzahl lang, 2^63-1
• Embstr< /code> SDS einfacher dynamischer String im Embstr-Format. Der Speicherplatz ist kontinuierlich und schreibgeschützt, solange die Änderung durchgeführt wird , SDS, speichert Zeichenfolgen, die größer als 44 Bytes sind</li></ul>🎜3. Machen Sie sich keine Sorgen über Speicherüberlauf, sds verfügt über eine automatische Erweiterungsfunktion🎜🎜4 Die Länge des Strings beträgt O(1) und das len-Attribut wird durch Speicherplatzzuweisung und Lazy Space Release gespeichert Speicherzuweisungen🎜🎜6 Bestimmen Sie, ob Sie mit dem len-Attribut fertig werden möchten, das Folgendes enthalten kann:

  十、关于内存预分配特性

  

  通过源码分析，扩容策略是字符串在长度小于 SDS_MAX_PREALLOC 之前，扩容空间采用加倍策略，也就是保留 100% 的冗余空间。当长度超过 SDS_MAX_PREALLOC 之后，为了避免加倍后的冗余空间过大而导致浪费，每次扩容只会多分配 SDS_MAX_PREALLOC大小的冗余空间。

  十一、关于惰性空间释放

  惰性空间释放用于优化 SDS 的字符串缩短操作：当 SDS 的 API 需要缩短 SDS 保存的字符串时， 程序并不立即使用内存重分配来回收缩短后多出来的字节， 而是使用 free 属性将这些字节的数量记录起来，并等待将来使用。

  //仅仅设置长度，没有真正清除数据
  void sdsclear(sds s) {    
  //单纯设置长度为0    
  sdssetlen(s, 0);    
  //第一个字符设置为结束符    
  s[0] = '\0';
  }

  真正的清除空间

  sds sdsRemoveFreeSpace(sds s) 
  {
  struct sdshdr *sh;    
  sh = (void*) (s-(sizeof(struct sdshdr)));    
  // 进行内存重分配，让 buf 的长度仅仅足够保存字符串内容 
  sh = zrealloc(sh, sizeof(struct sdshdr)+sh->len+1);    
  // 空余空间为 0    
  sh->free = 0;    
  return sh->buf;
  }

以上便是关于string的知识点记录，string的设计很多地方都非常巧妙，比如不同的结构体存储不同长度的字符串，不同编码类型存储不同长度的字符串，

空间预分配，空间惰性释放等，从存储结构，编码类型，内存分配策略和回收策略，作者都从性能方面做了非常多的考量设计，可想而知这也是redis为什么性能极高的原因，工作中也要学习这种追求极致性能的优良风格和设计风格。

更多编程相关知识，请访问：编程入门！！

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonLernen von Redis-Datentypen: Lassen Sie uns über String-Prinzipien sprechen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!