redis知识图谱总结

向右看齐 2022-09-11 06:09 105阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  前言
 *  面试
 *  redis数据结构
 *   *  sds
     *  字典
     *   *  rehash
     *  跳表
     *   *  跳表跟红黑树比较
         *  插入相同值
     *  压缩列表
     *   *  连锁更新
 *  redis持久化
 *   *  RDB
     *  AOF
 *  复制
 *  redis 为啥很快
 *  redis 高可用

# 前言 #

# 面试 #

在面很多高级岗位的时候，面试官会时不时来句redis底层数据结构，以及各种扩展，例如：

*  [得物高工技术终面：redis数据结构底层实现][redis]

再如我面过很多大厂也会问我rehash，我当时？？？好吧，尽量完善自己的知识图谱

# redis数据结构 #

本博客主要是观看《redis设计与实现》，然后进行个人的学习总结~

## sds ##

**simple dynamic string**  
它是字符串实现数据结构，特点：会保存使用字节的数量，以及未使用的字节的数量  
好处：不会内存溢出，比如说缓冲区，既然我已经有了这个数值，你如果比我空闲的数量大，我需求进行扩容。数据个数，也不需要进行遍历，直接从属性里头拿就完事了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
**扩展的过程**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

1.  小于1M的时候会翻倍
2.  大于1M的时候会扩展1M

好处是可以节约内存空间

## 字典 ##

dic  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
如果遇到hash冲突也会变成链表，解决冲突

### rehash ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

主要发生在**扩容跟缩容情况**下，它需要对之前的字典进行相应的扩展跟缩减，导致**当前服务不可用**，如果说字典很大的时候，会在复制的时候导致卡顿，所以有了rehash优化。  
具体就是在复制阶段，会有ht\[0\],ht\[1\],有两张hash表，它会重新计算值在新表的位置，然后记录迁移的剩余数量。  
查询的时候，会先去旧表，没有再去新表查询。插入直接往新表插，删除两张表都删除，这样做到同步。

## 跳表 ##

skiplist  
多层索引的列表，每个值1-32层，层数越高搜索越快。  
然后它每个节点会记录，头尾节点，这样的话方便进行前进跟后退的遍历。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]

搜索过程：比如说从header开始，往最高层走，大于这个数，继续前进，小于的话就后退

### 跳表跟红黑树比较 ###

实现会更简单，插入等等不需要说树的左右节点进行平衡

### 插入相同值 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]  
如果插入相同的值，它会根据节点对象进行排序

## 压缩列表 ##

它会根据前一个节点的占用内存大小，来保存这个长度

### 连锁更新 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]  
在表头，中间插入新的节点，如果刚好需要在5个节点的长度的时候，后面那个节点也得扩容，一直传递下去。

# redis持久化 #

## RDB ##

全量保存redis命令，

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>SAVE</td> 
   <td>会阻塞服务，然后进行生成rdb文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>BGSAVE</td> 
   <td>会fork子线程进行复制内存，生成rdb文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**big-key的问题**

redis是单线程，会造成阻塞。其次是大key的话，在fork子线程复制的时候也会造成线程阻塞。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ2_lpKfpuKHohb8_size_12_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## AOF ##

增量模式保存，也就是会缓存一些写的命令，然后到aof文件

# 复制 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>sync</td> 
   <td>会要求主服务进行传输rdb文件，还有写命令缓存区进行同步，如果断联之后会重新生成rdb文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>psync</td> 
   <td>如果非首次同步，断联之后只是将丢失的写命令回传</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# redis 为啥很快 #

1.  单线程，避免上下文切换
2.  多路复用，linux epoll，在内核态跟用户态之间有一层映射mmap，然后有一个链表，如果有返回值往里面塞入

# redis 高可用 #

1.  sentinel 客观、主观下线，raft选举，同步
2.  集群，1W槽，根据hash算法去划分数据区域，方便扩展

[redis]: https://blog.csdn.net/weixin_38336658/article/details/120154827?spm=1001.2014.3001.5501
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