数据结构

关于Redis操作添加、删除、修改、查询String类型key的完整过程包括引用源码数据、时序图、磁盘IO读写、数据长度限制和故障处理机制。

数据结构

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Redis

客户端通过Redis客户端库如redis-cli或编程语言的Redis客户端发送SET命令格式为

SET

60此命令将值Hello存储到键mykey中并设置其过期时间为60秒[45]。

服务器处理命令

检查键是否存在如果命令中包含NX选项不存在时才设置服务器会检查键是否已存在。

如果键已存在则返回错误[45]。

创建或更新键值对如果键不存在服务器会创建一个新的键值对如果键已存在服务器会更新键的值[45]。

键的存储键通过字典Dictionary存储字典基于哈希表实现。

键的哈希值被计算并映射到哈希表中的一个槽slot[48]。

Dynamic

EX选项设置过期时间为秒级[45]。

PX选项设置过期时间为毫秒级[45]。

返回结果

查找指定的键如果键存在则从字典中删除该键[43]。

如果键不存在返回0如果删除成功返回1[43]。

Redis通过字典的dictDel函数删除键值对。

如果键对应的值是大对象如大字符串可以使用UNLINK命令异步删除避免阻塞主线程[46]。

返回结果

如果键已存在更新键的值[45]。

如果键不存在创建新的键值对[45]。

键值对的更新通过字典的dictReplace函数完成[48]。

如果键对应的值是大对象可以使用SETRANGE命令修改部分值[47]。

返回结果

查找指定的键如果键存在返回键的值[47]。

如果键不存在返回nil[47]。

Redis通过字典的dictFind函数查找键并返回对应的值[48]。

返回结果

Redis主要是一个内存存储系统但为了持久化数据它支持以下两种持久化机制

一RDBRedis

RDB是Redis的快照持久化机制它会定期将内存中的数据写入磁盘生成一个RDB文件[50]。

当添加或更新String类型的键值对时Redis会根据配置的策略如save选项触发RDB持久化[50]。

二AOFAppend

AOF是Redis的追加文件持久化机制它会将每个写操作追加到AOF文件中[50]。

当执行SET命令时Redis会将该操作追加到AOF文件中[50]。

数据长度限制

单个String类型的值最大长度为512MB[49]。

如果值超过512MB可能会导致性能问题或内存不足[49]。

优化建议

对于较大的值可以采用压缩算法进行压缩减小值的大小[49]。

使用Redis集群将数据分布在多个节点上增加总的内存容量[49]。

故障处理机制

同步删除使用DEL命令直接删除大Key可能会阻塞主线程[46]。

异步删除使用UNLINK命令异步删除大KeyRedis会在后台逐步释放内存[46]。

二内存不足

如果Redis内存不足可以配置maxmemory策略自动淘汰旧数据[50]。

使用MEMORY

三数据丢失

启用RDB和AOF持久化机制确保数据在故障时能够恢复[50]。

添加通过SET命令创建或更新键值对支持过期时间设置。

删除通过DEL或UNLINK命令删除键。

修改通过SET或SETRANGE命令更新键的值。

查询通过GET命令获取键的值。

Redis通过高效的哈希表和动态字符串结构实现了快速的键值操作。

同时通过RDB和AOF机制Redis确保了数据的持久化。

对于大Key和内存不足等问题Redis提供了多种优化和故障处理机制保证系统的稳定性和性能。