Redis中String和Hash哪个结构更加省内存

简略答案:在Redis的hash结构使用ziplist编码且存储相同信息时,hash结构比sring结构更加节省内存。

1. 分析:谁更加节省内存

string结构:

可以简单任务Redis的String结构是用SDS(简单动态字符串)数据结构来实现的。

SDS结构.png
  • len:buf中已占用空间的长度;
  • free:buf中剩余可用空间的长度;
  • buf[]:数据空间

hash结构使用ziplist结构时:

ziplist结构.png
  • zlbytes:32bit,表示ziplist占用的字节总数。
  • zltail:32bit,表示ziplist表中最后一项(entry)在ziplist中的偏移字节数。通过zltail我们可以很方便地找到最后一项,从而可以在ziplist尾端快速地执行push或pop操作,保证了时间复杂度为O(1)
  • zlen:16bit, 表示ziplist中数据项(entry)的个数。
  • entry:表示真正存放数据的数据项,长度不定。
  • zlend: ziplist最后1个字节,是一个结束标记,值固定等于255。

ziplist最大的特点就是,他不是hashtable结构,而是一个比较长的字符串,将key-value都按照顺序依次摆放到一个长长的字符串里来存储。如果要找某个key,就需要遍历整个长字符串。

原因:使用string存储数据时,每一个记录都是一个SDS都需要存在len、free来标识。但是使用hash的ziplist时,只需要标头的几个标识位外,接着都是紧凑的数据。这就是为什么hash(ziplist)比string更节省内存的原因。

2. Redis如何存储hash

2.1 hash的两种结构

hash数据结构,在编码方式上有两种,1是hashTable,2是zipList。

  • hashTable和Java的HashMap很像,都是数组+链表的实现方式。Java中HashMap为了减少hash冲突,设置了负载因子为0.75,同理redis的Hash也有类似的扩容负载因子。这就意味着使用hashTable编码的话,会花费至少大于存储数据的25%的空间才能存下这些数据。

  • zipList它不是hash结构,而是一个比较长的字符串,将key-value都按顺序依次摆放到一个长长的字符串里来存储。如果要查找某个key,就直接遍历整个长字符串就好了。

换句话说,zipList比起hashTable占用的空间少,但是会耗费更多cpu来进行查询。

2.2 hash两种结构的使用时机

  1. 当hash结构的内层field-value数量不超过512。
  2. 并且value字节数不超过64时,就使用zipList。

经过实测,value数量在512时,性能和单纯的hashTable几乎无差别,在value数量不超过1024时,性能仅有极小的降低,可以忽略。

而内存占用,zipList比hashTable降低极多。

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