面试题：Redis链表与哈希表内存占用优化策略比较

Question

假设在一个大数据量的场景下，你需要在Redis链表和哈希表中选择一种存储结构。请详细分析两者的内存占用特点，并说明如何针对各自的特点进行内存占用优化，以适应大数据量的存储需求。

Answer 1

Redis链表内存占用特点

1. 节点结构：Redis链表的每个节点包含多个部分，如前置节点指针、后置节点指针、节点值。这意味着每个节点除了实际存储的数据，还额外需要存储指针信息。
2. 内存碎片化：链表在内存中通常不是连续存储的，随着节点的不断添加和删除，容易产生内存碎片化，导致实际占用内存可能比理论上存储数据所需的内存更多。

Redis链表内存占用优化

1. 减少节点数量：如果数据结构允许，尽量合并小的数据块为较大的数据块存储在链表节点中，减少节点数量从而减少指针等额外内存开销。
2. 定期整理：通过一些手段，例如在适当的时候重建链表，以减少内存碎片化。可以在业务低峰期，遍历链表，重新分配连续内存空间，将数据按顺序存储在新空间中，形成紧凑的链表结构。

Redis哈希表内存占用特点

1. 哈希表结构：Redis哈希表由哈希表数组和哈希节点组成。哈希表数组用于存储哈希桶，每个哈希桶指向一个哈希节点链表。哈希表会根据负载因子动态调整大小，以保证哈希表的性能。
2. 负载因子影响：负载因子是哈希表已使用的桶数与总桶数的比值。当负载因子过高时，哈希冲突会增多，导致哈希节点链表变长，增加内存占用；负载因子过低则会浪费大量内存空间。

Redis哈希表内存占用优化

1. 合理设置初始大小：根据预估的数据量，合理设置哈希表的初始大小，尽量使负载因子保持在一个合理的范围内，减少动态扩展和收缩带来的内存开销。可以根据经验公式，比如预计存储N个键值对，初始大小设置为N / 负载因子（一般负载因子推荐在0.75左右）。
2. 减少哈希冲突：选择合适的哈希函数，让数据在哈希表中尽可能均匀分布，避免大量数据集中在少数哈希桶中，从而减少哈希节点链表的长度，降低内存占用。可以采用一些优化过的哈希算法，如FNV哈希算法等。