Redis学习笔记:hash类型内部编码及其应用场景

一、概述

在Redis中,hash类型是指键值本身又是一个键值对结构,形如 value = {{field1,value1},....,{fieldN,valueN}},注意区分在哈希类型中的映射关系(field-value)这里的value指的是field对应的值,而不是key对应的值。
hash类型与String类型对比如下:


hash类型.png

二、常用命令

  1. 设置值
  • hset key field value:如果设置成功会返回1,反之返回0,另外Redis提供了hsetnx命令,其关系就像set与setnx命令一样,只是作用域由键变成field;
  • hmset key field [field value]:批量设置field-value;
  1. 获取值
  • hget key field:获取单个value,如果key或field不存在则返回nil;
  • hmget key field :批量获取field-value;
  • hkeys key:获取所有的field;
  • hvals key:获取所有的value;
  • hgetall key:获取所有的field-value;
  1. 删除field
  • hdel key field [field...]:删除一个或者多个field,返回结果为成功删除field的个数;
  1. 其他命令
  • hlen key :计算field的个数;
  • hexists key field:判断field是否存在;

三、内部编码

hash类型的内部编码有两种:

  • ziplist(压缩列表):当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置(默认512个)、同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置(默认64字节)时,Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现,ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储,所以在节省内存方面比hashtable更加优秀;
  • hashtable(哈希表):当当哈希类型无法满足ziplist的条件时,Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现,因为此时ziplist的读写效率会下降,而hashtable的读写时间复杂度为O(1);

可以使用object encoding hashkey查看当前hash的内部编码是哪种。

四、使用场景

缓存设计

hash类型也可以用来作为缓存信息,相比于使用字符串序列化缓存,hash类型变得更加直观,并且在更新操作上会更加便捷;可以将每个用户的id定义为键后缀,多对field-value对应每个用户的属性,一种可能的实现如下:

UserInfo getUserInfo(long id){
    //用户id作为后缀
    userRedisKey = "user:info:"+ id;
    //使用hgetall获取所有用户信息映射关系
    userInfoMap = redis.hgetAll(userRedisKey);
    UserInfo userInfo;
    if(userInfoMap != null){
        //将映射关系转换为UserInfo
        userInfo = transferMapToUserInfo(userInfoMap);
    }else{
        //从MySQL中获取用户信息
        userInfo = mysql.get(id);
        //将userInfo变为映射关系使用hmset保存到Redis中
        redis.hmset(userRedisKey,transferUserInfoToMap(userInfo));
        //添加过期时间
        redis.expire(userRedisKey,3600);
    }
    return userInfo;
}

使用哈希类型和关系型数据库的不同之处:

  • hash类型是稀疏的,而关系数据库时完全结构化的,例如hash类型每个键都可以有不同的field,而关系数据库一旦添加新的列,所有行都要为其设置值(含null);
  • 关系型数据库可以作复杂的关系查询,而Redis去模拟关系型复杂查询开发困难,维护成本高;

缓存实现方法优劣分析:

1.原生字符串类型:每个属性一个键;

set user:1:name vechace

set user:1:age 22

set user:1:city shenzhen

优点:简单直观,每个属性都支持更新操作;

缺点:占用过多的键,内存占用量较大,同时用户信息内聚性比较差,一般不会在生产环境中直接使用;

2.序列化字符串类型:将用户信息序列化后用一个键保存;

set user:1 serialize(userInfo)

优点:简化编程,合理使用序列化可以提高内存的使用效率;

缺点:序列化和反序列化有一定的开销,同时每次更新属性都需要把全部数据取出,进行反序列化,更新后再序列化到Redis中;

3.hash类型:每个用户属性使用一对field-value,但是只用一个键保存;

hmset user:1 name vechace age 22 city shenzhen

优点:简单直观,合理使用也可以减少内存空间的使用;

缺点:要控制hash在ziplist和hashtable两种内部编码的转换,hashtable会消耗更多的内存。

感谢阅读~

参考资料:


1、《Redis开发与运维》

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