Redis專題（四）

——Redis排序、訊息佇列、優化儲存

（原創內容，轉載請註明來源，謝謝）

一、排序

1、命令

SORTkey [ALPHA] [DESC] [LIMIT start end]，對列表、集合和有序集合進行排序，當加上alpha引數後，則可以按照字典順序排序，加上desc則倒序排序，加上limit則支援分頁。

2、關鍵引數

by引數：by key:*->val，可以指定排序的標準，可以自己傳入一個list，也可以指定某個列進行排序。

get引數：getkey:*->val，可以指定sort排序的返回結果，而不是將整個集合進行返回，要多個引數時採用多個get，另外get#會返回元素本身的鍵值。

store引數：store key2，可以將前面排序的結果儲存在另外一個key裡面。

3、效能問題

sort的時間複雜度O(n+mlogm)，n是待排序的基數，m是排序後的值。另外redis會在排序前用一個空間為n的容器進行儲存排序期間的臨時資料。

因此，需要注意幾個問題：

1）儘可能減少待排序的集合數量，以減少n

2）如果不需要全部結果，則用limit，以減少m

3）如果要排序的結果大，則用store進行儲存。

二、訊息佇列

redis訊息佇列可以分為兩類，生產者和消費者，當生產者產生的資料會放入訊息佇列中，消費者監測到訊息佇列內有資料的時候，可以進行後續的處理。

1、命令

redis提供一個命令叫BRPOP，與RPOP的區別在於，當使用命令對key進行操作時，如果key沒有值，則會阻塞等待，直到等到有值後取出進行操作。另外，和brpop相似的，也有BLPOP命令。

2、優先順序

由於brpop命令可以支援多個鍵，並且當每個鍵都有未處理的資料時，會從最左邊的鍵開始處理。例如有兩個郵件提醒業務，一個是開通賬號的驗證，一個是新訊息提醒。則如果太多的不採用優先順序，新訊息提醒的業務會讓開通賬號的業務阻塞。因為開通賬號的時效性要求更高，因此需要將其放在左邊。

3、釋出訂閱模式

釋出訂閱模式有特殊的命令，釋出的命令是PUBLISH channel message，訂閱的命令是SUBSCRIBEchannel message，不過由於redis的釋出命令不會對訊息進行持久化，即後面訂閱的無法檢視到釋出者之前釋出的訊息。

subscribe命令後，會讓客戶端進入訂閱狀態，此後只能輸入四種命令：subscribe、unsubscribe、psubscribe、punsubscribe，其他命令會報錯。

處於訂閱狀態後，客戶端會收到3種類型的回覆，每個回覆有三個值，第一個值是回覆的型別，根據型別不同，二三兩個值也不同。訊息型別如下：

1）subscribe 表示訂閱成功的反饋，此時第二個返回值是訂閱的頻道名稱，第三個值是當前客戶端訂閱的頻道數量。

2）message 表示收到的訂閱訊息，也是此模式的核心，其第二個值是頻道的名稱，第三個值是訊息的內容。

3）unsubscribe 表示成功取消訂閱某個頻道，第二個值是取消的頻道名稱，第三個是剩餘的訂閱頻道數量，如果是0，則此時會取消訂閱模式，後面就可以繼續輸入其他非訂閱的命令。

4、批量訂閱模式

命令psubscribe，支援blob模式，即類似正則的模式，如psubscribechannel.*，則訂閱所有channel開頭的頻道。

與此相應的，punsubscribe命令支援批量取消訂閱。

三、管道

redis和客戶端是用tcp進行的連線，因此來回傳送訊息都要經過網路，來回的總耗時稱為訊息時延。當執行多個命令時，每條命令需要執行完畢有返回的時候，下一條才會執行。

當需要一起執行時，redis底層的通訊對管道提供了支援，當一組命令中每條命令都不依賴於前一條時，可以一起傳送請求，一起返回，以減少網路通訊的次數。

四、空間消耗

1、複雜度

redis為每種資料型別都提供兩種編碼方式，例如hash，當元素很多的時候會使用散列表的方式進行儲存，時間複雜度僅O(1)；但是當元素很少時，O(n)和O(1)差距不大，為了節約記憶體，redis會採用內部編碼方法，用時間換空間。

redis可以使用OBJECTENCODING key的方式，檢視每個鍵的內部編碼型別。

2、編碼

redis在內部編碼採用結構體型別，如下：

         typedefstruct redisObject{
         unsigned type:4;
         unsigned notuse:2;
         unsigned encoding:4;
         unsigned lru:22;
         int refcount;
         void *ptr;
}

type代表型別，用數字0-4表示五種型別；notuse是預留空間，未使用；ptr指標指向具體儲存的資料；encoding有9種，0-8，包括原生編碼、整型、雜湊表、zipmap、雙向連結串列、ziplist、skiplist、字串。針對redis的五種資料型別，分別有不同的encoding方式，如下圖所示：（來自網路）

3、字串優化

字串儲存在一個結構體，包括字串長度、具體內容、剩餘空間。當執行set命令，要佔用30位元組，而當鍵值是64位的整數，則ptr指標會直接指向值，而不是指向結構體，可以節約到16位元組。

當儲存的是0-9999時，redis由於會預設儲存這些數字，則ptr指標直接指向引用，佔用0位元組的空間。

4、雜湊優化

在配置檔案中設定hash-max-ziplist-entries和hash-max-ziplist-value，當雜湊的鍵的個數少於entiries值，且每個鍵值都小於value值，則會使用ziplist的方式編碼，否則用雜湊表來編碼。ziplist犧牲時間換空間，雜湊表犧牲空間換時間，因此資料少用ziplist，多的時候用雜湊表。

因此，兩個引數不宜設定的太大。

5、列表優化

列表和雜湊相似，有list-max-ziplist-entries和list-max-ziplist-value來配置。編碼方式包括ziplist、雙向連結串列、quicklist，quicklist結合ziplist和雙向連結串列的有點，達到減少空間的同時適當減少時間。

6、集合優化

配置檔案配置set-max-intset-entries，小於時採用intset編碼，否則用雜湊表。intset使得集合內部有序排列，便於用二分法進行查詢，但是新增和刪除則需要進行排序，元素多的時候速度慢。

7、有序集合優化

配置檔案配置zset-max-ziplist-entries和zset-max-ziplist-value。包括ziplist和skiplist編碼方式，skiplist是使用雜湊表和跳躍列表兩種結構來儲存，雜湊表用來儲存分數的對映，跳躍列表用來儲存分數和元素值的對映。

——written by linhxx 2017.08.06