你确定不来了解一下Redis中 Hash的原理吗

Thanatos 发布于2019-08-16 18:30 / 3363人阅读

摘要：前言本章接着上一节继续介绍的基础数据结构中的字典基本介绍也可以用来存储用户信息和不同的是可以对用户信息的每个字段多带带存储则需要序列化用户的所有字段后存储并且需要以整个字符串的形式获取用户而可以只获取部分数据从而节约网络流量不过内存占用要大于

前言

本章接着上一节继续介绍 Redis 的基础数据结构中的Hash字典.

基本介绍

Hash 也可以用来存储用户信息,和 String 不同的是 Hash 可以对用户信息的每个字段多带带存储,String 则需要序列化用户的所有字段后存储.并且 String 需要以整个字符串的形式获取用户,而 hash可以只获取部分数据,从而节约网络流量.不过 hash 内存占用要大于 String,这是 hash 的缺点.

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Redis 中的 Hash和 Java的 HashMap 更加相似,都是数组+链表的结构.当发生 hash 碰撞时将会把元素追加到链表上.值得注意的是在 Redis 的 Hash 中 value 只能是字符串.

内部原理

看完基本介绍之后,我们先来了解下 hash 的内部结构.第一维是数组,第二维是链表.组成一个 hashtable.

部分源码:

struct dictht {
    dictEntry **table;            //entry 数组
    long size;            //数组长度
    long used            //数组中的元素个数
    ...
}
struct dictEntry{
    void *key;                //hash 的 key
    void *val;                //hash 的 value
    dictEntry *next;            //下一个dictEntry 链表结构
}

在 Java 中 HashMap 扩容是个很耗时的操作,需要去申请新的数组,为了追求高性能,Redis 采用了渐进式 rehash 策略.这也是 hash 中最重要的部分.

渐进式 rehash

在 hash 的内部包含了两个hashtable,一般情况下只是用一个.如图所示:

在扩容的时候 rehash 策略会保留新旧两个 hashtable 结构,查询时也会同时查询两个 hashtable.Redis会将旧 hashtable 中的内容一点一点的迁移到新的 hashtable 中,当迁移完成时,就会用新的 hashtable 取代之前的.当 hashtable 移除了最后一个元素之后,这个数据结构将会被删除.如图所示:

数据搬迁的操作放在 hash 的后续指令中,也就是来自客户端对 hash 的指令操作.一旦客户端后续没有指令操作这个 hash.Redis就会使用定时任务对数据主动搬迁.

正常情况下,当 hashtable 中元素的个数等于数组的长度时,就会开始扩容,扩容的新数组是原数组大小的 2 倍.如果 Redis 正在做 bgsave(持久化) 时,可能不会去扩容,因为要减少内存页的过多分离(Copy On Write).但是如果 hashtable 已经非常满了,元素的个数达到了数组长度的 5 倍时,Redis 会强制扩容.

当hashtable 中元素逐渐变少时,Redis 会进行缩容来减少空间占用,并且缩容不会受 bgsave 的影响,缩容条件是元素个数少于数组长度的 10%.

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