Einführung in Redis-Datenstrukturen:Hashes

Redis-Hashes sind (intuitive genug!) Hashes, die Zeichenfolgennamen Zeichenfolgenwerten zuordnen. Sie sind im Wesentlichen benannte Container mit eindeutigen Feldern und ihren Werten. Sie sind die perfekte Möglichkeit, ein Objekt als Redis-Datenstruktur darzustellen. Wie erwartet bieten sie grundlegende Operationen wie get, set,exists usw. in konstanter Zeit. Eine Reihe fortgeschrittener Operationen wird ebenfalls bereitgestellt. Die vollständige Liste der Hash-Befehle finden Sie hier.

Lassen Sie es uns auf der redis-cli ausprobieren .

# hmset key field value [field value ...] :  Insert elements in a hash. O(N), N is # of field being set
127.0.0.1:6379> hmset std:101 name "John Smith" dob "01-01-2000" gender M active 0 cgpa 2.9
OK

# hgetall key : key all keys and values in the hash. O(N), N is size of hash
127.0.0.1:6379> hgetall std:101
 1) "name"
 2) "John Smith"
 3) "dob"
 4) "01-01-2000"
 5) "gender"
 6) "M"
 7) "active"
 8) "0"
 9) "cgpa"
10) "2.9"
127.0.0.1:6379> hmset std:102 name "Jane" name "Ann"
OK
# If duplicates are found, only the last set is valid
127.0.0.1:6379> hgetall std:102
1) "name"
2) "Ann"

# hexists key field: does field exist in the hash with key. O(1)
127.0.0.1:6379> hexists std:102 cgpa
(integer) 0

# hincrby key field increment: Increment the integer field by increment. O(1)
127.0.0.1:6379> hincrby std:101 active 1
(integer) 1

# hget key field : the value for field in the hash stored at key. O(1)
127.0.0.1:6379> hget std:101 active
1) "1"
# If field doesn't exist, hincrby sets it to 0 and then applies increment
127.0.0.1:6379> hincrby std:102 active 2
(integer) 2

# hmget key field [field ...]: the values of the fields requested for the hash with key. O(N), N is # of keys requested
127.0.0.1:6379> hmget std:102 active
1) "2"

# hincrbyfloat key field increment: Increment the float value in field by increment. O(1) 
127.0.0.1:6379> HINCRBYFLOAT std:101 cgpa 1.0
"3.9"

# HSETNX key field value: set field to value if not alread set. O(1)
127.0.0.1:6379> hsetnx std:102 cgpa 4.0
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hget std:102 cgpa
"4.0"

# hlen key: number of fields in the hash. O(1)
127.0.0.1:6379> hlen std:101
(integer) 5

# hkeys key : all fields in the hash. O(N), N is size of hash
127.0.0.1:6379> hkeys std:101
1) "name"
2) "dob"
3) "gender"
4) "active"
5) "cgpa"

Wie wir es von unserem Hosting für Redis™* als Datenstrukturserver gewohnt sind, sehen wir, dass Redis ziemlich nützliche und fortgeschrittene Operationen für Hashes bietet.

Interna

Wie Redis-Sätze werden auch Redis-Hashes als Wörterbücher implementiert. Wörterbücher in Redis sind als Hash-Tabellen implementiert, die die Hash-Funktion MurmurHash2 verwenden und durch inkrementelle Größenanpassung wachsen. Hash-Kollisionen werden durch Verkettung behandelt. Weitere Details finden Sie in der Redis-Implementierung des Wörterbuchs auf dict.c.
Wie bei Sets gibt es eine Speicheroptimierung für kleinere Hashes. Diese Datenstruktur wird in der Redis-Implementierung Ziplist genannt (Hashes wurden mit einer anderen Datenstruktur namens Zipmap vor Redis 2.6 optimiert). Es handelt sich im Wesentlichen um eine speziell codierte doppelt verknüpfte Liste, die für Speichereinsparungen optimiert ist. Die Daten sowie die Zeiger werden inline gespeichert. Ziplist wird auch verwendet, um die Speicherung kleinerer sortierter Sätze und Listen zu optimieren. Ein Hash, wenn er in eine solche Liste abgeflacht wird, sieht etwa so aus:[Schlüssel1, Wert1, Schlüssel2, Wert2, ...]. Wie ist das effizienter als einfache Tasten? Hashes mit wenigen Schlüsseln können geschickt in diese lineare Array-ähnliche Struktur (d. h. die Ziplist) gepackt werden, während immer noch amortisierte O(1)-Leistung für Get und Set garantiert wird. Offensichtlich kann dies nicht mithalten, wenn die Hash-Felder zunehmen. Wenn der Hash wächst, wird er in die Standardverzeichnisstruktur konvertiert, um die Leistung von O(1) aufrechtzuerhalten, und die Platzersparnis geht verloren. Redis-Konfigurationsparameter, die diese Umwandlung steuern, sind:

• list-max-ziplist-entrys Standard (512):Wechsel zur Standarddarstellung, wenn der Hash größer als diese Grenze wird.

• list-max-ziplist-value Standard (64):Wechsel zur Standarddarstellung, wenn das größte Element im Hash größer als diese Grenze wird.

Weitere Details können aus dem Code und den Kommentaren in der hier zu findenden Implementierung verstanden werden. Die Speichereinsparungen durch die Verwendung dieser speziellen Optimierung sind erheblich. Wir werden im nächsten Abschnitt ausführlicher darauf eingehen.

Speicheroptimierung

Eine der bekannten Empfehlungen zur Speichereinsparung bei der Verwendung von Redis ist die Verwendung von Hashes anstelle von einfachen Zeichenfolgen. Dies ist ein wichtiger Anwendungsfall, um die Leistungsfähigkeit von Redis-Hashes in realen Anwendungen zu nutzen. Aus der offiziellen Redis-Dokumentation zur Speicheroptimierung: