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redis

Redis的HashMap原理是基于 数组+链表的结构来实现键值对的存储和操作。以下是一些关键点:

数据结构

数组:数组的每个元素称为一个哈希桶(hash bucket),用于存储键值对。

链表:当多个键值对的哈希值相同时,它们会被存储在一个链表中。链表用于解决哈希冲突,即不同的键映射到同一个数组位置的情况。

操作

添加:使用`HSET`命令添加键值对。如果键已经存在,则更新其值;如果键不存在,则插入新的键值对。添加操作的时间复杂度为O(1),因为最新的Entry会被插入到链表头部,只需简单改变引用链即可。

获取:使用`HGET`命令获取某个键对应的值。如果键存在,则返回其值;如果键不存在,则返回nil。获取操作的时间复杂度为O(1),因为直接通过哈希值定位到数组位置,然后遍历链表查找对应的键。

删除:使用`HDEL`命令删除某个键及其对应的值。如果键存在,则删除并返回true;如果键不存在,则返回false。删除操作的时间复杂度为O(1),因为直接通过哈希值定位到数组位置,然后遍历链表找到并删除对应的键。

批量获取:使用`HMGET`命令批量获取多个键对应的值。时间复杂度为O(N),其中N是键的数量,因为需要遍历链表逐一查找每个键。

优化

Listpack:在Redis 7.0版本之前,如果键值对的数量较少且每个键值对的大小较小,Redis会使用Listpack数据结构来代替链表。Listpack是一种紧凑的序列化格式,将多个键值对紧密相连地存储在一个连续的内存块中,从而减少内存占用和提高访问速度。

红黑树:当链表长度超过一定阈值(默认为8)时,Redis会将链表转换为红黑树。红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,可以进一步提高查找、插入和删除操作的效率。

通过这种数组+链表的结构,Redis能够高效地实现HashMap的各种操作,满足各种应用场景的需求。

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