对Redis数据结构之哈希（Hash）的理解 --K先生

K先生 2021-07-09 爱技术2005

哈希在很多编程语言中都有着很广泛的应用，而在Redis中也是如此，在redis中，哈希类型是指Redis键值对中的值本身又是一个键值对结构，形如value=[{field1，value1}，...{fieldN，valueN}]，其与Redis字符串对象的区别如下图所示:

对Redis数据结构之哈希（Hash）的理解

一、内部编码

哈希类型的内部编码有两种：ziplist(压缩列表),hashtable(哈希表)。只有当存储的数据量比较小的情况下，Redis 才使用压缩列表来实现字典类型。具体需要满足两个条件：

当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries配置（默认512个）

所有值都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64字节）

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。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）。

二、适用场景

2.1存储对象

Redis哈希对象常常用来缓存一些对象信息，如用户信息、商品信息、配置信息等，使用Redis Hash存储其结构如下图：

对Redis数据结构之哈希（Hash）的理解

相比较于使用Redis字符串存储，其有以下几个优缺点:

1、原生字符串每个属性一个键。

set user:1:name Tom

set user:1:age 15

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，所以此种方案一般不会在生产环境使用。

2、序列化字符串后，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，如果合理的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、序列化字符串后，将用户信息序列化后用一个键保存

hmset user:1 name Tom age 15

优点：简单直观，如果使用合理可以减少内存空间的使用。

缺点：要控制哈希在ziplist和hashtable两种内部编码的转换，hashtable会消耗更多内存。

2.2 购物车

很多电商网站都会使用 cookie实现购物车，也就是将整个购物车都存储到 cookie里面。这种做法的一大优点:无须对数据库进行写入就可以实现购物车功能,这种方式大大提高了购物车的性能，而缺点则是程序需要重新解析和验证( validate) cookie,确保cookie的格式正确,并且包含的商品都是真正可购买的商品。cookie购物车还有一个缺点:因为浏览器每次发送请求都会连 cookie一起发送,所以如果购物车cookie的体积比较大,那么请求发送和处理的速度可能会有所降低。

购物车的定义非常简单:我们以每个用户的用户ID(或者CookieId)作为Redis的Key,每个用户的购物车都是一个哈希表,这个哈希表存储了商品ID与商品订购数量之间的映射。在商品的订购数量出现变化时,我们操作Redis哈希对购物车进行更新:

如果用户订购某件商品的数量大于0,那么程序会将这件商品的ID以及用户订购该商品的数量添加到散列里面。

//用户1 商品1 数量1
127.0.0.1:6379> HSET uid:1 pid:1 1
(integer) 1 //返回值0代表改field在哈希表中不存在，为新增的field

如果用户购买的商品已经存在于散列里面,那么新的订购数量会覆盖已有的订购数量;

//用户1 商品1 数量5
127.0.0.1:6379> HSET uid:1 pid:1 5
(integer) 0 //返回值0代表改field在哈希表中已经存在

相反地,如果用户订购某件商品的数量不大于0,那么程序将从散列里面移除该条目。

//用户1 商品1
127.0.0.1:6379> HDEL uid:1 pid:2
(integer) 1

最后呢，再附上一张图以便于更好的理解redis实现电商购物车的原理：

redis实现电商购物车的原理

3.3 计数器

Redis 哈希表作为计数器的使用也非常广泛。它常常被用在记录网站每一天、一月、一年的访问数量。每一次访问，我们在对应的field上自增1

//记录我的
127.0.0.1:6379> HINCRBY MyBlog  202001 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HINCRBY MyBlog  202001 1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> HINCRBY MyBlog  202002 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HINCRBY MyBlog  202002 1
(integer) 2

也经常被用在记录商品的好评数量，差评数量上：

127.0.0.1:6379> HINCRBY pid:1  Good 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HINCRBY pid:1  Good 1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> HINCRBY pid:1  bad  1
(integer) 1

也可以实时记录当天的在线的人数：

//有人登陆
127.0.0.1:6379> HINCRBY MySite  20200310 1
(integer) 1
//有人登陆
127.0.0.1:6379> HINCRBY MySite  20200310 1
(integer) 2
//有人登出
127.0.0.1:6379> HINCRBY MySite  20200310 -1
(integer) 1

以上就是对redis的Hash数据结构的总结了，好好学习天天向上，我是K先生。

作者：K先生本文地址：http://www.gold404.cn/info/129

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