redis数据结构--对象

redis使用对象系统来构建键值对数据库，这个对象系统包括：字符串对象，列表对象，哈希对象，集合对象和有序集合对象五种。

对象类型与编码

在redis中，每新建一个键值对，都会新建至少两个对象（一个为键，一个为值）。
redis对象定义如下：

typedef struct redisObject {
  unsigned type:4; // 类型
  unsigned encoding:4; // 编码
  void *ptr; // 指向底层数据结构的指针
 //...
} robj;

1. 类型 redis的对象类型包括：REDIS_STRING,REDIS_LIST,REDIS_HASH,REDIS_SET,REDIS_ZSET。对于redis而言，键总是一个REDIS_STRING，而值则可能是任意类型。redis中命令TYPE是指值所对应的数据类型。
2. 编码和底层实现
   encoding记录了对象所使用的编码，也就是使用了什么数据结构作为底层实现。

编码常量	对应数据结构
REDIS_ENCODING_INT	long类型整数
REDIS_ENCODING_EMBSTR	embstr编码的简单动态字符串
REDIS_ENCODING_RAW	简单动态字符串
REDIS_ENCODING_HT	字典
REDIS_ENCODING_LINKEDLIST	双端链表
REDIS_ENCODING_ZIPLIST	压缩列表
REDIS_ENCODING_INTSET	整数集合
REDIS_ENCODING_SKIPLIST	跳表和字典

下图是类型，编码和对象的对应:

类型	编码	对象
REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_INT	使用整数值实现的字符串对象
REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_EMBSTR	使用embstr编码的简单动态字符串实现的字符串对象
REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_RAW	使用简单动态字符串实现的字符串对象
REDIS_LIST	REDIS_ENCODING_LINKEDLIST	使用双端链表实现的列表
REDIS_LIST	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现的链表对象
REDIS_HASH	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现的哈希对象
REDIS_HASH	REDIS_ENCODING_HT	使用字典实现的哈希对象
REDIS_SET	REDIS_ENCODING_INTSET	使用整数集合实现的集合对象
REDIS_SET	REDIS_ENCODING_HT	使用字典实现的集合对象
REDIS_ZSET	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现的有序集合
REDIS_ZSET	REDIS_ENCODING_SKIPLIST	使用跳表和字典实现的有序集合

在redis中，可以使用OBJECT ENCODING检查键的值对象编码。

字符串对象

字符串对象编码可以是int,raw,embstr。
如果字符串可以保存为long类型，那么字符串对象的编码是int。如果字符串长度不大于32字节，则使用embstr编码保存。长度大于32字节的则使用raw编码保存。

值	编码
可以用long保存的整数	int
可以用long double保存的浮点数	embstr或者raw(由长度决定)
字符串值，或者大于long的整数以及大于long double的浮点数	raw

列表对象

列表对象编码可能是ziplist或者linkedlist。ziplist编码的列表对象底层使用压缩列表实现，每个压缩列表节点(entry)保存一个列表元素。linkedlist编码的列表对象底层使用双端列表实现，每个双端列表节点(node)都保存一个字符串对象，每个字符串对象保存一个列表元素。

值	编码
列表对象所保存的字符串长度小于64byte，且列表内元素个数少于512	ziplist
其它情况下	linkedlist

哈希对象

哈希对象编码看是ziplist或者hashtable。
ziplist编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现，键、值节点为压缩列表中相邻的两个节点。hashtable编码的哈希对象使用字典作为底层实现，哈希对象中每个键值对都使用一个字典键值对来保存。

值	编码
哈希对象所保存的键值对中键和值长度都小于64byte，且哈希内元素个数少于512	ziplist
其它情况下	hashtable

集合对象

集合对象编码可能是intset或hashtable。
intset编码的集合对象底层使用整数集合实现。hashtable编码的集合对象底层使用字典实现，字典值全是null。

值	编码
集合对象保存的值全是整数，且集合内元素个数少于512	intset
其它情况下	hashtable

有序集合对象

有序集合对象编码可能是ziplist或skiplist。
ziplist编码的有序集合对象使用压缩列表作为底层实现，每个集合元素使用两个相邻的压缩列表节点保存（一个保存元素，一个保存权值）。压缩列表内按权值排序。skiplist编码的有序集合对象使用zset作为底层实现，一个zset同时包含一个字典和一个跳表。

typedef struct zset {
   zskiplist *zsl;
  dict *dict;
} zset;

其中跳表按分值排序保存元素，通过跳表可以方便的进行范围操作。字典则方便在O(1)时间内完成给定元素的权值查询。

值	编码
有序集合元素长度均小于64byte，且有序元素个数小于128	ziplist
其它情况下	skiplist