Redis 数据类型String，List，Set，ZSet，Hash详解

大家好 我是积极向上的湘锅锅

Redis 数据结构SDS，Intset，Dict，Ziplist，Quicklist详解

1. String

• 其中最基本的编码方式是RAW编码，基于动态字符串(SDS)实现，存储上线为512mb
  每一个String实则就是一个RedisObject，只不过在RedisObject的ptr指针指向的SDS的地址

typedef struct redisObject 
{ 
	unsigned type:4; 
	unsigned encoding:4; 
	unsigned lru:REDIS_LRU_BITS;  
	/* lru time (relative to server.lruclock) */  
	int refcount; 
	void *ptr;
} robj;

如图

• 第二种编码方式是EMBSTR编码，需要SDS长度小于44字节，那RedisObject与SDS就是一段连续的内存空间，只需要申请一次内存即可，大大提高效率

如图

• 第三章编码方式是INT编码，需要存储的字符串为整数值，并且大小在LONG_MAX范围内，那就可以直接把数据保存在ptr（整数不会超过8字节）指针，就不再需要SDS了

如图

总结：
可以看到Redis在string类型所做的优化已经十分完善，根据数据类型，数据大小采用不同的编码方式，以此来节省空间，提高效率

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2. List

Redis的List类型可以从首，尾操作列表中的元素
在3.2版本之前，Redis的List采用ZipList和LinkedList来实现
在3.2版本之后，Redis的List底层是统一采用QuickList来实现

一个完整的list如下：

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3. Set

Set是Redis中的集合，不一定确保元素有序，可以满足元素唯一，查询效率要求极高

• 为了保证查询效率，Set采用HT（Dict）,其中key来存储元素，value统一为null

• 当存储的所有数据都是整数，并且元素数量不超过set-max-intset-entries时，会采用Intset编码，用以节省内存（因为Intset是一段连续的内存）

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4. ZSet

Redis中的ZSet满足键值存储，键唯一，可排序
所以ZSet采用俩种编码结构

• SkipList ：可以排序
• HT：键值存储

整个zset结构如下，没有什么是加一层解决不了的

整个ZSet就显得比较庞大，也比较容易看出来是非常消耗内存的

Redis也做了相应的优化

当元素不多的时候，用HT和SkipList那就很浪费内存那有没有不浪费内存的编码结构有的，那就是ZipList

但是需要满足俩个条件

• 元素数量小于zset_max_ziplist_entries，默认值128
• 每个元素都小于zset_max_ziplist_value，默认值64

问题来了，ZipList也可以满足ZSet的特性？

这就不得不感叹大佬的设计思想

1. 没有键值对
   解决：因为是连续内存，可以将score和ele紧挨在一起，ele在前，score在后，可以看成一个整体，虽然遍历的时候需要遍历一遍ZipList，查询性能不高，但是在数据量小的情况下是影响不大的（牺牲性能，节省内存）
2. 不可排序
   解决：score越小越接近队首，score越大越接近队尾，按照score升序排列

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5. Hash

其实Hash跟Zset只有一点区别，就是是否是排序，那就直接去掉SkipList
那整个编码就是HT+ZipList

• 数据量小的时候，采用的是ZipList

• 数据量大的时候，采用的是HT
  ZipList的元素超过了zset_max_ziplist_entries，默认512
  ZipList的元素超过了zset_max_ziplist_value，默认64字节