Redis数据结构之--集合、有序集合和HyperLogLog

一、Redis集合数据结构（set）

Redis 的集合不是一个线性结构，而是一个哈希表结构，它的内部会根据 hash 分子来存储和查找数据，理论上一个集合可以存储 2 的 32 次方减 1 个节点（大约 42 亿）个元素，因为采用哈希表结构，所以对于 Redis 集合的插入、删除和查找的复杂度都是 0（1），只是我们需要注意 3 点。

• 对于集合而言，它的每一个元素都是不能重复的，当插入相同记录的时候都会失败
• 集合是无序的。
• 集合的每一个元素都是 String 数据结构类型。

集合是无序的，并且支持并集、交集和差集的运算

二、Redis有序集合（sorted set）

有序集合和集合类似，只是说它是有序的，和无序集合的主要区别在于每一个元素除了值之外，它还会多一个分数。分数是一个浮点数，在 Java 中是使用双精度表示的，根据分数，Redis 就可以支持对分数从小到大或者从大到小的排序。

这里和无序集合一样，对于每一个元素都是唯一的，但是对于不同元素而言，它的分数可以一样。元素也是 String 数据类型，也是一种基于 hash 的存储结构。

集合是通过哈希表实现的，所以添加、删除、查找的复杂度都是 0（1）。集合中最大的成员数为 2 的 32 次方减 1（40 多亿个成员），有序集合的数据结构如图 1 所示。

图 1 有序集合的数据结构

有序集合是依赖 key 标示它是属于哪个集合，依赖分数进行排序，所以值和分数是必须的，而实际上不仅可以对分数进行排序，在满足一定的条件下，也可以对值进行排序。

三、Redis HyperLogLog（基数）

基数是一种算法。举个例子，一本英文著作由数百万个单词组成，你的内存却不足以存储它们，那么我们先分析一下业务。

英文单词本身是有限的，在这本书的几百万个单词中有许许多多重复单词，扣去重复的单词，这本书中也就是几千到一万多个单词而已，那么内存就足够存储它们了。

比如数字集合 {1,2,5,7,9,1,5,9} 的基数集合为 {1,2,5,7,9} 那么基数（不重复元素）就是 5个，基数的作用是评估大约需要准备多少个存储单元去存储数据，但是基数的算法一般会存在一定的误差（一般是可控的）。Redis 对基数数据结构的支持是从版本 2.8.9 开始的。

基数并不是存储元素，存储元素消耗内存空间比较大，而是给某一个有重复元素的数据集合（一般是很大的数据集合）评估需要的空间单元数，所以它没有办法进行存储，加上在工作中用得不多，所以基数就介绍到这儿了。

四、总结

通过前面的文章我们已经了解了Redis的一些基础内容和六种数据结构，日常工作中我们主要使用到的Redis高速的读写速度来优化我们的应用打开速度，利用到的数据结构也是以字符串、哈希为主。后面的文章我们将会讲到一些Redis的高级用法，譬如Redis哨兵、集群、持久化及一些缓存淘汰策略模式等等。爱学的你们要持续关注该Redis专题哦~~