redis hash结构修改 redis hash结构原理

1、说明

Redis的字典相当于Java语言里面的HashMap，它是无序的字典，内部存储了很多的键值对。Redis字典的值只能是字符串，同时为了追求高性能，Redis采用了渐进式rehash策略。

当hash移除了最后一个元素之后，该数据结构被自动删除，内存被回收。

Redis的每个hash可以存储 2³² - 1键值对（40多亿）。

2、内部实现

2.1 rehash策略

redis采用的是渐进式rehash策略。redis会在rehash的同时，保留新旧两个hash结构，查询时会同时查询两个结构，然后在后续的定时任务以及hash操作指令中，循序渐进的将旧hash的内容一点点的迁移到新的hash结构中，当迁移完成了，就会使用新的hash结构取而代之。

 2.2 hash表结构

redis的hash表结构和java的HashMap几乎是一致的，都是采用“数组+链表”的数据结构，第一维是数组，第二维是链表，然后将数据映射到数组中的某个位置，通过数组下标访问元素以提高数据的查询速度。

2.2.1 映射方式

hash表是如何将数据映射到数组上的？比如，现申请一个长度为4的数组，将每个数的值对数组长度4取模，然后放置到对应的数组槽位中，这样就把离散的数据映射到了连续的空间，所以hash表也称为散列表。但这时会存在一个问题，比如有4个数为6,7,8,11，那么7和11对4取模的结果都是3，所以他们会占据同一个槽位，这种情况也就称为冲突。

2.2.2 链地址法

Redis中解决冲突采用的是链地址法，也就是将有冲突的数据用一个链表串联起来，这样只需对存储结构稍加变化，就可以解决冲突了。hash表的数据结构为：

hash表的插入和删除都依赖于查找，必须先把元素找到，才可以对数据结构进行修改操作。根据上面的数据结构可以看出，hash表的元素在第二维的链表上，所以也是先取模定位到元素在数组上的位置，然后再继续进行查找。

正常情况下，hash表中的元素个数等于第一维数组的长度时，就会进行扩容，扩容的新数组是原数组大小的2倍。

当hash表中的元素逐渐被删除变得稀疏时，即元素个数低于数组长度的10%时，redis会对hash表进行缩容。

3、操作指令

命令	描述
HSET key field value	将哈希表key中的字段field的值设置为value
HSETNX key field value	只有字段field不存在时，才设置哈希表字段的值
HMSET key field1 value1 [field2 value2]	同时将多个键值对设置到hash表中
HGET key field	获取存储在hash表中指定字段的值
HMGET key field1 [field2]	获取所有给定字段的值
HGETALL key	获取hash表中所有的键值对信息
HEXISTS key field	检测hash表key中指定的字段field是否存在
HDEL key field1 [field2]	删除hash表key中一个或多个指定的字段
HINCRBY key field increment	将hash表key中的指定字段field的整数值加上增量increment
HINCRBYFLOAT key field increment	将hash表key中的指定字段field的浮点数加上增量increment
HLEN key	获取hash表中字段的数量
HKEYS key	获取hash表中所有的字段
HVALS key	获取hash表中所有的值
HSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]	迭代hash表中的键值对。当数据量较大时，使用scan来迭代遍历，而不是使用hkeys