Redis 儲存物件資訊是用 Hash 還是 String

撈起月亮的漁民發表於2022-09-13

Redis 內部使用一個 RedisObject 物件來表示所有的 key 和 value，RedisObject 中的 type，則是代表一個 value 物件具體是何種資料型別，它包含字串（String）、連結串列（List）、雜湊結構（Hash）、集合（Set）、有序集合（Sorted set）。

日常工作中我們儲存物件資訊的時候，一般有兩種做法，一種是用 Hash 儲存，另一種是 String 儲存。但好像並沒有所謂的最佳實踐，那麼實際上到底用什麼資料結構儲存更好呢？

首先簡單回顧下，Redis 的 Hash 和 String 結構。

String

String 資料結構是簡單的 key-value 型別，value 其實不僅是 String，也可以是數字。Redis 中的 String 可以表示很多語義：

字串（bits）
整數
浮點數

這三種型別，Redis 會根據具體的場景完成自動轉換，並且根據需要選取底層的承載方式。String 在Redis 內部儲存預設就是一個字串，被 RedisObject 所引用，當遇到 incr、decr 等操作時會轉成數值型進行計算，此時 RedisObject 的 encoding 欄位為int。

在儲存過程中，我們可以將使用者資訊使用 Json 序列化成字串，然後將序列化後的字串存入 Redis 進行快取。

String 資料結構

由於 Redis 的字串是動態字串，可以修改，內部結構類似於 Java 的 ArrayList，採用預分配冗餘空間的方式來減少記憶體的頻繁分配。如上圖所示，內部為當前字串實際分配的空間 capacity，一般高於實際字串長度 len。

假設我們要儲存的結構是：

{
  "name": "xiaowang",
  "age": "35"
}

如果此時將此使用者資訊的 name 改為“xiaoli”，再存到 Redis 中，Redis 是不需要重新分配空間的。而且我們在讀取和儲存資料的時候只需要對做 Json 序列化與反序列化，比較方便。

Hash

Hash 在很多程式語言中都有著很廣泛的應用，而在 Redis 中也是如此。在 Redis 中，Hash 常常用來快取一些物件資訊，如使用者資訊、商品資訊、配置資訊等，因此也被稱為字典（dictionary），Redis 的字典使用 Hash table 作為底層實現，一個 Hash table 裡面可以有多個雜湊表節點，而每個雜湊表節點儲存了字典中的一個鍵值對。實際上，Redis 資料庫底層也是採用 Hash table 來儲存鍵值對的。

Redis 的 Hash 相當於 Java 的 HashMap，內部結構實現與 HashMap 一致，即陣列+連結串列結構。只是 reHash 方式不一樣。

Hash 資料結構

前面說到 String 適合儲存使用者資訊，而 Hash 結構也可以儲存使用者資訊，不過是對每個欄位單獨儲存，因此可以在查詢時獲取部分欄位的資訊，節省網路流量。不過 Redis 的 Hash 的值只能是字串，儲存上面的那個例子還好，如果儲存的使用者資訊變為：

{
  "name": "xiaowang",
  "age": 25,
  "clothes": {
    "shirt": "gray",
    "pants": "read"
  }
}

那麼該如何儲存"clothes"屬性又變成了該用 String 還是 Hash 的問題。

String 和 Hash 佔用記憶體的比較

既然兩種資料結構都可以儲存結構體資訊。到底哪種更加合適呢？

首先我們用程式碼先插入 10000 條資料，然後用視覺化工具來看看記憶體的佔用情況。

const Redis = require("ioRedis");
const Redis0 = new Redis({port: 6370});
const Redis1 = new Redis({port: 6371});


const user = {
  name: 'name12345',
  age: 16,
  avatar: 'https://dss3.bdstatic.com/70cFv8Sh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=256767015,24101428&fm=26&gp=0.jpg',
  phone: '13111111111',
  email: '1111111@11.email',
  lastLogon: '2021-04-28 10:00:00',
}


async function main() {
  for (let i = 0; i < 10000; i++) {
    await Redis0.set(`String:user:${i}`, Json.Stringify(user));
    await Redis1.hmset(`Hash:user:${i}`, user);
  }
}

main().then(process.exit);

先看 Redis0：