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；

2. 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；

3. 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；

4. 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：

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1、《Redis开发与运维》