Redis的魅力

       缓存大致可以分为两类，一种是应用内缓存，比如Map(简单的数据结构)，以及EH Cache(Java第三方库)，另一种就是缓存组件，比如Memached，Redis；Redis（remote dictionary server）是一个基于KEY-VALUE的高性能的存储系统，通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的缓存与存储需求

存储结构

       大家一定对字典类型的数据结构非常熟悉，比如map ，通过key value的方式存储的结构。 redis的全称是remote dictionary server(远程字典服务器)，它以字典结构存储数据，并允许其他应用通过TCP协议读写字典中的内容。数据结构如下

Redis的安装

1.获取redis资源

　　wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.8.tar.gz

2.解压

　　tar xzvf redis-4.0.8.tar.gz

3.安装

　　cd redis-4.0.8

　　make

　　cd src

　　make install PREFIX=/usr/local/redis

4.移动配置文件到安装目录下

　　cd ../

　　mkdir /usr/local/redis/etc

　　mv redis.conf /usr/local/redis/etc

 5.配置redis为后台启动

　　vi /usr/local/redis/etc/redis.conf //将daemonize no 改成daemonize yes

6.将redis加入到开机启动

　　vi /etc/rc.local //在里面添加内容：/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf (意思就是开机调用这段开启redis的命令)

7.开启redis

　　/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf 

常用命令　　

　　redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf //启动redis

　　pkill redis  //停止redis

　　卸载redis：

　　　　rm -rf /usr/local/redis //删除安装目录

　　　　rm -rf /usr/bin/redis-* //删除所有redis相关命令脚本

　　　　rm -rf /root/download/redis-4.0.4 //删除redis解压文件夹

数据类型

字符串类型

       字符串类型是redis中最基本的数据类型，它能存储任何形式的字符串，包括二进制数据。你可以用它存储用户的邮箱、json化的对象甚至是图片。一个字符类型键允许存储的最大容量是512M

内部数据结构

        在Redis内部，String类型通过 int、SDS(simple dynamic string)作为结构存储，int用来存放整型数据，sds存放字节/字符串和浮点型数据。在C的标准字符串结构下进行了封装，用来提升基本操作的性能，同时也充分利用已有的C的标准库，简化实现逻辑。我们可以在redis的源码中【sds.h】中看到sds的结构如下；

typedef char *sds;

        redis3.2分支引入了五种sdshdr类型，目的是为了满足不同长度字符串可以使用不同大小的Header，从而节省内存，每次在创建一个sds时根据sds的实际长度判断应该选择什么类型的sdshdr，不同类型的sdshdr占用的内存空间不同。这样细分一下可以省去很多不必要的内存开销，下面是3.2的sdshdr定义

`struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 { 8表示字符串最大长度是2^8-1 （长度为255）`` 
 uint8_t len;//表示当前sds的长度(单位是字节)``  uint8_t alloc; //表示已为sds分配的内存大小(单
位是字节)``  unsigned char flags; //用一个字节表示当前sdshdr的类型，因为有sdshdr有五种类型，所
以至少需要3位来表示000:sdshdr5，001:sdshdr8，010:sdshdr16，011:sdshdr32，100:sdshdr64。高5位
用不到所以都为0。``  char buf[];//sds实际存放的位置``};`

sdshdr8的内存布局

列表类型

        列表类型(list)可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素或者获得列表的某一个片段。

        列表类型内部使用双向链表实现，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为O(1), 获取越接近两端的元素速度就越快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是很快的

内部数据结构

       redis3.2之前，List类型的value对象内部以linkedlist或者ziplist来实现, 当list的元素个数和单个元素的长度比较小的时候，Redis会采用ziplist（压缩列表）来实现来减少内存占用。否则就会采用linkedlist（双向链表）结构。
        redis3.2之后，采用的一种叫quicklist的数据结构来存储list，列表的底层都由quicklist实现。
        这两种存储方式都有优缺点，双向链表在链表两端进行push和pop操作，在插入节点上复杂度比较低，但是内存开销比较大； ziplist存储在一段连续的内存上，所以存储效率很高，但是插入和删除都需要频繁申请和释放内存；quicklist仍然是一个双向链表，只是列表的每个节点都是一个ziplist，其实就是linkedlist和ziplist的结合，quicklist中每个节点ziplist都能够存储多个数据元素，在源码中的文件为【quicklist.c】，在源码第一行中有解释为：A doubly linked list of ziplists意思为一个由ziplist组成的双向链表；

hash类型

数据结构

       map提供两种结构来存储，一种是hashtable、另一种是前面讲的ziplist，数据量小的时候用ziplist. 在redis中，哈希表分为三层，分别是，源码地址【dict.h】

dictEntry

管理一个key-value，同时保留同一个桶中相邻元素的指针，用来维护哈希桶的内部链；

typedef struct dictEntry {
  void *key;
  union {  //因为value有多种类型，所以value用了union来存储
    void *val;
    uint64_t u64;
    int64_t s64;
    double d;
 } v;
  struct dictEntry *next;//下一个节点的地址，用来处理碰撞，所有分配到同一索引的元素通过next指针
链接起来形成链表key和v都可以保存多种类型的数据
} dictEntry;

dictht

        实现一个hash表会使用一个buckets存放dictEntry的地址，一般情况下通过hash(key)%len得到的值就是buckets的索引，这个值决定了我们要将此dictEntry节点放入buckets的哪个索引里,这个buckets实际上就是我们说的hash表。dict.h的dictht结构中table存放的就是buckets的地址

typedef struct dictht {
  dictEntry **table;//buckets的地址
  unsigned long size;//buckets的大小,总保持为 2^n
  unsigned long sizemask;//掩码，用来计算hash值对应的buckets索引
  unsigned long used;//当前dictht有多少个dictEntry节点
} dictht;

dict

       dictht实际上就是hash表的核心，但是只有一个dictht还不够，比如rehash、遍历hash等操作，所以redis定义了一个叫dict的结构以支持字典的各种操作，当dictht需要扩容/缩容时，用来管理dictht的迁移，以下是它的数据结构,源码在

typedef struct dict {
  dictType *type;//dictType里存放的是一堆工具函数的函数指针，
  void *privdata;//保存type中的某些函数需要作为参数的数据
  dictht ht[2];//两个dictht，ht[0]平时用，ht[1] rehash时用
  long rehashidx; //当前rehash到buckets的哪个索引，-1时表示非rehash状态
  int iterators; //安全迭代器的计数。
} dict;

       比如我们要讲一个数据存储到hash表中，那么会先通过murmur计算key对应的hashcode，然后根据hashcode取
模得到bucket的位置，再插入到链表中

集合类型

       集合类型中，每个元素都是不同的，也就是不能有重复数据，同时集合类型中的数据是无序的。一个集合类型键可以存储至多232-1个 。集合类型和列表类型的最大的区别是有序性和唯一性
       集合类型的常用操作是向集合中加入或删除元素、判断某个元素是否存在。由于集合类型在redis内部是使用的值为空的散列表(hash table)，所以这些操作的时间复杂度都是O(1).

数据结构

        Set在的底层数据结构以intset或者hashtable来存储。当set中只包含整数型的元素时，采用intset来存储，否则，采用hashtable存储，但是对于set来说，该hashtable的value值用于为NULL。通过key来存储元素

有序集合

有序集合类型，顾名思义，和前面讲的集合类型的区别就是多了有序的功能
在集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联了一个分数，这使得我们不仅可以完成插入、删除
和判断元素是否存在等集合类型支持的操作，还能获得分数最高(或最低)的前N个元素、获得指定分数范围内的元
素等与分数有关的操作。虽然集合中每个元素都是不同的，但是他们的分数却可以相同

数据结构

       zset类型的数据结构就比较复杂一点，内部是以ziplist或者skiplist+hashtable来实现，这里面最核心的一个结构就是skiplist，也就 是跳跃表