Redis为什么需要双重存储？揭秘其背后的秘密

在Redis中，集合数据类型中有一个特殊的成员——哈希表（Hash），它同时使用两种数据结构来存储数据，这不禁令人疑惑：为什么Redis要采取这种双重存储机制？难道不会造成数据冗余，占用两倍的空间吗？本文将深入探讨Redis采用双重存储的奥秘，带您揭开其背后的技术原理。

优化内存效率

哈希表在Redis中以键值对的形式存储数据，其中键为字符串，值为哈希字段和对应值。采用双重存储可以优化内存效率。当键和值都较小时，它们可以存储在哈希表的第一个数据结构——哈希表头（header）中。哈希表头非常紧凑，只占用少量内存空间。而对于键或值较大的情况，则使用第二个数据结构——ziplist或跳跃表来存储。

提高查找效率

Redis采用双重存储还可以提高查找效率。对于简单的哈希表头，查找操作的时间复杂度为O(1)，非常高效。当键或值较大时，虽然ziplist或跳跃表的时间复杂度会上升到O(n)，但由于它们是针对大键值的情况进行优化的，因此查找效率仍然很高。

平衡空间占用

尽管双重存储会占用额外的内存空间，但它带来的好处远大于空间消耗。通过合理利用哈希表头和ziplist/跳跃表，Redis可以平衡空间占用，在保证查找效率的同时，最大限度地降低内存消耗。

实例演示

假设我们存储一个用户名和密码的哈希表：

SET username:alice password:secret

如果用户名和密码都较短，它们将存储在哈希表头中：

+-------+-----------+
| header | username |
+-------+-----------+
|   16   |   alice   |
+-------+-----------+
+-------+-----------+
| header | password |
+-------+-----------+
|   16   |   secret  |
+-------+-----------+

如果密码较长，则它将存储在ziplist中，而用户名仍然存储在哈希表头中：

+-------+-----------+
| header | username |
+-------+-----------+
|   16   |   alice   |
+-------+-----------+
+-------+-------------------+
| ziplist | password:secret |
+-------+-------------------+

结论

Redis采用双重存储机制，并不是造成数据冗余和空间浪费，而是通过优化内存效率和查找效率来实现数据结构的最佳平衡。它巧妙地利用哈希表头、ziplist和跳跃表这三种数据结构，在满足不同场景需求的同时，最大限度地提高性能。了解Redis双重存储的原理，有助于我们深入理解Redis的内部运作机制，更好地利用其强大的数据处理能力。