Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(跳跃表、集合、压缩列表)

aas Redis 没有直接使用C 语言传统的字符串表示（以空字符结尾的字符数组，以下简称C字符串），而是自己构建了一种名为简单动态字符串(simple dynamic string, SDS ) 的抽象类型，并将SDS 用作Redis 的默认字符串表示。
asdsadasdasdasdsadasdasdasdsadassdasdsasdsadsdasdasdsadasdasdsadasdsadassadasdas————《Redis设计与实现》

跳跃表( skiplist) :

sads跳跃表是一种有序数据结构，它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而达到快速访问节点的目的。跳跃表是有序集合的底层实现之一。
sads跳跃表支持平均O( logN) 、最坏O(N) 复杂度的节点查找，还可以通过顺序性操作来批量处理节点。

sads在大部分情况下，跳跃表的效率可以和平衡树相媲美，并且因为跳跃表的实现比平衡树要来得更为简单，所以有不少程序都使用跳跃表来代替平衡树。

跳跃表的实现 :

sad s层：跳跃表节点的level 数组可以包含多个元素，每个元素都包含一个指向其他节点的指针，程序可以通过这些层来加快访问其他节点的速度，一般来说，层的数量越多，访问其他节点的速度就越快。每个跳跃表节点的层高都是1 至32 之间的随机数（越大的数出现的概率越小）。
sads前进指针：查找节点以及遍历用的。
sads跨度：用于记录两个节点之间的距离。
sads后退指针：用于从表尾向表头方向访问节点：跟可以一次跳过多个节点的前进指针不同，因为每个节点只有一个后退指针，所以每次只能后退至前一个节点。
sads分值和成员：分值是一个double 类型的浮点数，跳跃表中的所有节点都按分值从小到大来排序。成员对象(obj 属性）是一个指针，它指向一个字符串对象（在同一个跳跃表中，各个节点保存的成员对象必须是唯一的，但是多个节点保存的分值却可以是相同的：分值相同的节点将按照成员对象在字典序中的大小来进行排序，成员对象较小的节点会排在前面（靠近表头的方向），而成员对象较大的节点则会排在后面（靠近表尾的方向））。

sa[注]：header 和tail指针分别指向跳跃表的表头和表尾节点，通过这两个指针，程序定位表头节点和表尾节点的复杂度为0(1) 。通过使用length 属性来记录节点的数量，程序可以在0(1) 复杂度内返回跳跃表的长度。level 属性则用于在0(1) 复杂度内获取跳跃表中层高最大的那个节点的层数量，注意表头节点的层高并不计算在内。

总结：

sads①、Redis 的跳跃表实现由zskiplist 和zskiplistNode 两个结构组成，前者用于保存跳跃表信息（比如表头节点、表尾节点、长度），后者则用于表示跳跃表节点。
sads②、每个跳跃表节点的层高都是1 至32 之间的随机数。
sads③、在同一个跳跃表中，多个节点可以包含相同的分值，但每个节点的成员对象必须是唯一的。跳跃表中的节点按照分值大小进行排序，当分值相同时，节点按照成员对象的大小进行排序。

整数集合:

sads整数集合(intset) 是集合键的底层实现之一，当一个集合只包含整数值元素，并且这个集合的元素数量不多时，Redis就会使用整数集合作为集合键的底层实现。

整数集合的实现 :

sadscontents 数组：是整数集合的底层实现：整数集合的每个元素都是contents 数组的一个数组项, 各个项在数组中按值的大小从小到大有序地排列，并且数组中不包含任何重复项。
sadslength 属性： contents数组的长度。
sadsencoding 属性：虽然intset 结构将contents 属性声明为int8_t 类型的数组，但实际上contents 数组并不保存任何int 8_t 类型的值， contents 数组的真正类型取决于encoding属性的值。根据整数集合的升级规则，当向一个底层为int16_t 数组的整数集合添加一个int64_t 类型的整数值时，整数集合巳有的所有元素都会被转换成int64_t 类型，所以contents 数组保存的四个整数值都是int64_t 类型的。

整数集合的升级操作 :

sads每当我们要将一个新元素添加到整数集合里面，并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要长时，整数集合需要先进行升级, 然后才能将新元素添加到整数集合里面。

sads步骤：

sadsds①、根据新元素的类型，扩展整数集合底层数组的空间大小，并为新元素分配空间。

sadsds②、将底层数组现有的所有元素都转换成与新元素相同的类型，并将类型转换后的元素放置到正确的位上（在放置元素的过程中，需要继续维持底层数组的有序性质不变）。

sadsds③、将新元素添加到底层数组里面。

sdsads总结：每次向整数集合添加新元素都可能会引起升级，而每次升级都需要对底层数组中已有的所有元素进行类型转换，所以向整数集合添加新元素的时间复杂度为O(N) 。

sads升级之后新元素的摆放位置：

sadsds①、当新元素（长度）＜现有元素，新元素会被放置在底层数组的最开头（索引0);

sadsds②、当新元素（长度）＞现有元素，新元素会被放置在底层数组的最末尾（索引l ength -!)。

sads升级带来的好处：

sdsdds①、提升整数集合的灵活性：因为C 语言是静态类型语言，为了避免类型错误，通常不会将两种不同类型的值放在同一个数据结构里面。但是，因为整数集合可以通过自动升级底层数组来适应新元素，所以我们可以随意地将int16_t 、int32_t 或者int64_七类型的整数添加到集合中，而不必担心出现类型错误。
sadsds②、节约内存：整数集合现在的做法既可以让集合能同时保存三种不同类型的值，又可以确保升级操作只会在有需要的时候进行，这可以尽量节省内存。

sasads注：整数集合只支持升级操作，不支持降级操作。

sads整数集合API：

压缩列表:

sads压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一。

sadsads注：①、哈希键只=包含少量键值对 ②、每个键值对的键和值要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串。满足以上两个条件，Redis 就会使用压缩列表来做哈希键的底层实现。

压缩列表的目的：

sads为了 节约内存 而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型数据结构。

压缩列表的构成：

sads一个压缩列表可以包含任意多个节点, 每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。如图：

sads每个压缩列表节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。

sadsads注：①、字节数组的长度可以是≤（2⁶-1)或（2¹⁴-1)或（2³²-1)； ②、整数值可以是 0~12的无符号整数，1 或 3 字节长的有符号整数；int 16_t 类型整数；int 32_t 类型整数；int 64_t 类型整数；

sads⒈ previous_entry_length属性：以字节为单位，长度是 1或 5 字节。

saddsas注：

saddsadass①、如果前一节点的长度＜ 254 字节，那么 previous _e ntry_l ength 属性的长度为 1 字节；

saddsadass②、如果前一节点的长度＞ 254 字节，那么 previous _e ntry_l ength 属性的长度为 5 字节；

saddsas压缩列表的从表尾向表头遍历操作就是使用这一属性实现的：通过指针运算，根据当前节点的起始地址来计算出前一个节点的起始地址。如图：

sads⒉encoding属性：记录了节点的content 属性所保存数据的类型以及长度：

saddsas注：
saddsadass①、该属性长度为 1、2、5字节，值的最高位为00 、01 或者10 的是字节数组编码：数组的长度由编码除去最高两位之后的其他位记录。

saddsadass②、1 字节长，值的最高位以11 开头的是整数编码：这种编码表示节点的 content 属性保存着整数值，整数值的类型和长度由编码除去最高两位之后的其他位记录；

sads⒊content属性：负责保存节点的值，节点值可以是一个字节数组或者整数，值的类型和长度由节点的encoding 属性决定。

saddsaseg：

压缩列表的缺点 （连锁更新问题） ：

sads对于每个节点的 previous_entry_length 属性都记录了前一个节点的长度，如果前一个节点的长度＜254字节，则 previous_entry_length 的长度为 1 字节。而这是如果在一个压缩列表中，有多个连续的、长度介于250~253 字节之间的节点 e1 至 eN ,如图：

sads如果我们将一个长度 ≥ 254 字节的新节点 new 设置为压缩列表的表头节点，那么new 将成为e1的前置节点，而这时 e1的 previous_entry_length 属性长度由 1—>5字节，这时e1的长度＞ 254 字节，那么后面的 e1、e2、… eN 都会变化，需要连续多次空间扩展，我们称之为 “连锁更新’’ 问题。

sads连锁更新在最坏情况下，空间重分配需要对压缩列表执行 N 次空间重分配操作，而每次空间重分配的最坏复杂度为 O(N), 所以连锁更新的最坏复杂度为 O(N²）。

saddsas注：尽管连锁更新的复杂度较高，但它真正造成性能问题的几率是很低的：

saddsdsaas①、压缩列表里要恰好有多个连续的、长度介于250 ~53 字节之间的节点，连锁更新才有可能被引发，而在实际中不常见。
saddsdsaas②、即使出现连锁更新，但只要被更新的节点数量不多，就不会对性能造成任何影响。

压缩列表API：

saddsas注：因为ziplistPush 、ziplistinsert 、ziplistDelete 和ziplistDeleteRange四个函数都有可能会引发连锁更新，所以它们的最坏复杂度都是O(N²)。

总结：

saddsas⒈压缩列表是一种为节约内存而开发的顺序型数据结构。

saddsas⒉压缩列表被用作列表键和哈希键的底层实现之一。

saddsas⒊压缩列表可以包含多个节点，每个节点可以保存一个字节数组或者整数值。

saddsas⒋添加新节点到压缩列表，或者从压缩列表中删除节点，可能会引发连锁更新操作，但这种操作出现的几率并不高。

Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(跳跃表、集合、压缩列表)相关推荐

Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理！(Redis的集群)
asds Redis 集群是 Redis 提供的分布式数据库方案,集群通过分片来进行数据共享,并提供复制和故障转移功能. asdsadasdasdasdsadasdasdasdsadassdasdsa ...
Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(Redis的服务器)
asds Redis 服务器负责与多个客户端建立网络连接,处理客户端发送的命令请求,在数据库中保存客户端执行命令所产生的数据, 并通过资源管理来维持服务器自身的运转. asdsadasdasdasds ...
Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(Redis的客户端)
asds Redis 服务器是典型的一对多服务器程序: 一个服务器可以与多个客户端建立网络连接,每个客户端可以向服务器发送命令请求, 而服务器则接收并处理客户端发送的命令请求, 并向客户端返回命令回复 ...
漫画：百度从Google学来的面试题，想进大厂必备！
来自:小浩算法 01 PART 中位数这道题是非常好的一道题目,也是前面100道里最难的题目之一,相当经典! 第4题:给定两个大小为 m 和 n 的有序数组 nums1 和 nums2. 请你找出这 ...
《Redis设计与实现》笔记|SDS动态字符串|链表字典跳跃表整数集合压缩列表结构|redis中的对象|数据库原理|RDB持久化|AOF持久化|事件与多路利用模型|发布订阅原理|事务原理|慢查询日志
<Redis设计与实现>笔记前记: 参考配套网站:http://redisbook.com 带注释的源码地址:https://github.com/huangz1990/redis-3. ...
【Redis】精品面试题100道
[Redis]精品面试题100道加个说明:我的初心是Java每个技术栈整理个100道面试题,现在的底子是哪吒的<208道面试题>和敖丙面试题后续我会把自己有价值的题和面试真题添加进入, ...
为进阿里刷面试题-日更
为进阿里刷面试题-日更(加油打工人) 下面的题目都是自己理解的,如有漏,或者写错的,请指出来!加油! JAVA基础 1.JVM内存分配原理,垃圾回收原理 2.ConcurrentHashMap 和 h ...
BAT面试题汇总及详解(进大厂必看)03
该策略可以大化地节省CPU资源,却对内存非常不友好.极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问,从而不会被清除,占用大量内存.定期过期:每隔一定的时间,会扫描一定数量的数据库 ...
国内应届生是不是把Leetcode刷的滚瓜烂熟就能进google了？
别说进Google,有可能工作都找不到. 为什么有些人刷刷LeetCode就能Offer拿到手软,而有些人LeetCode滚瓜烂熟,项目也做了一两个,还找不到工作呢? 我参加校招也参加几年了,今天我们 ...

Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(跳跃表、集合、压缩列表)

Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(跳跃表、集合、压缩列表)相关推荐

最新文章

热门文章

Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(跳跃表、集合、压缩列表)

insertAdIfNeeded();

Redis：只刷面试题，怎可能进大厂，多理解原理(跳跃表、集合、压缩列表)相关推荐

最新文章

热门文章