一、redis数据类型简介
redis的五大数据类型，也称五大数据对象。redis有六大数据结构，分别为简单动态字符串SDS、列表、字典、跳跃表、整数集合、压缩列表。redis并没有直接使用这些数据结构来实现键值对数据库，而是使用这些数据结构构建了一个对象系统redisObject。这个对象系统包含了五大数据对象：字符串对象（string）、列表对象（list）、哈希对象（hash）、集合（set）对象和有序集合对象（zset）。这五大对象的底层数据编码，可以用命令OBJECT ENCODING来进行查看。
redisObject的数据结构，如下所示：
typedef struct redisObject {
// 类型
unsigned type:4;
// 编码
unsigned encoding:4;
// 指向底层实现数据结构的指针
void *ptr;
// ...
} robj;redis是以键值对存储数据的，所以对象又分为键对象和值对象，即存储一个key-value键值对会创建两个对象：键对象和值对象。
键对象总是一个字符串对象，值对象可以是五大对象中的任意一种。
- type属性存储的是对象的类型，也就是我们说的string、list、hash、set、zset中的一种，可以使用命令 TYPE key 来查看。
- encoding属性记录了对象所使用的编码，即这个对象底层使用哪种数据结构实现。
redis编码常量和编码对应的底层数据结构，如下表所示：
表中列出了底层编码常量及对应的OBJECT ENCODING 命令的输出，前三项都是字符串结构。
我们在存入key-value键值对时，并不会指定对象的encoding。Redis会根据不统的使用场景来为一个对象设置不同的编码，可以达到节约内存、加快访问速度等目的。
二、字符串对象(string)
字符串对象的底层数据结构，其实现为简单动态字符串（SDS）和直接存储之一，其编码方式可以是int、raw或者embstr，区别在于内存结构的不同。
（1）int编码
如果一个字符串对象保存的是一个整数值，并且这个整数值可以用long类型来表示，那么这个整数值就会直接保存在redisObject的ptr属性里，并将编码设置为int，如下图所示：
（2）raw编码
如果一个字符串对象保存的是大于44字节的字符串值（redis3.2版本以后为44字节，3.2版本之前为39字节），则使用简单动态字符串（SDS）结构，并将编码设置为raw。此时，内存结构与SDS结构一致，内存分配次数为两次，创建redisObject对象和sdshdr结构，如下图所示：
（3）embstr编码
如果一个字符串对象保存的是小于等于44字节的字符串值（redis3.2版本以后为44字节，3.2版本之前为39字节），使用的也是简单的动态字符串（SDS结构），但是内存结构做了优化，用于保存较短的字符串。内存分配只需要一次，分配一块连续的空间即可，如下图所示：
字符串对象总结：
- 在Redis中，存储long、double类型的浮点数是先转换为字符串，再进行存储的。
- raw与embstr编码效果是相同的，不同在于内存分配与释放：raw两次，embstr一次。
- embstr内存块连续，能更好地利用缓存带来的优势。
- 对于int编码和embstr编码，如果做追加字符串等操作，满足条件下会被转换为raw编码。embstr编码的对象是只读的，一旦修改，会先转码到raw。
三、列表对象(list)
列表对象的编码，是压缩列表ziplist和双端链表linkedlist之一。
（1） ziplist编码
ziplist编码的列表对象，其底层实现是压缩列表。每个压缩列表节点保存了一个列表元素，如下图所示：
（2）linkedlist编码
linkedlist编码的列表对象，其底层实现采用双端链表。每个双端链表节点都保存了一个字符串对象，在每个字符串对象内保存了一个列表元素，如下图所示：
列表对象编码转换规则：
- 列表对象使用ziplist编码，需要满足两个条件：一是所有字符串长度都小于64字节，二是元素数量小于512。若任意一个条件不满足，则使用linkedlist编码。
- 两个条件的数值可以在Redis的配置文件中修改，分别为list-max-ziplist-value选项和list-max-ziplist-entries选项。
- 图中StringObject就是字符串对象，字符串对象是唯一个在五大对象中作为嵌套对象使用的。
四、哈希对象(hash)
哈希对象的编码，是压缩列表ziplist和哈希表hashtable之一。
（1）ziplist编码
ziplist编码的哈希对象，其底层实现是压缩列表ziplist。在ziplist编码的哈希对象中，key-value键值对是以紧密相连的方式放入压缩链表的，先把key放入表尾，再把value放入表尾。键值对总是向表尾添加，如下图所示：
（2）hashtable编码
hashtable编码的哈希对象，其底层实现是字典。哈希对象中的每个key-value对，都使用一个字典键值对来保存。
在字典键值对中，字典的键和值都是字符串对象，字典的键保存key-value的key，字典的值保存key-value的value，如下图所示：
哈希对象编码转换规则：
- 哈希对象使用ziplist编码，需要满足两个条件：一是所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节；二是键值对数量小于512个。若任意一个条件不满足，则使用hashtable编码。
- 以上两个条件的数值，可以在redis配置文件中修改，分别为hash-max-ziplist-value选项和hash-max-ziplist-entries选项。
五、集合对象(set)
集合对象的编码，是整数集合intset和哈希表hashtable之一。
（1）intset编码
intset编码的集合对象，其底层实现是整数集合。所有元素都保存在整数集合中，如下图所示：
（2）hashtable编码
hashtable编码的集合对象，其底层实现是字典。字典的每个键都是一个字符串对象（该字符串对象保存一个集合元素），字典的值都是NULL。可以参考java中的hashset结构。
集合对象编码转换规则：
- 集合对象使用intset编码，需要满足两个条件：一是所有元素都是整数值；二是元素个数小于等于512个。若任意一个条件不满足，则将使用hashtable编码。
- 第二个条件可以在Redis配置文件中修改，为et-max-intset-entries选项。
六、有序集合对象(zset)
有序集合的编码，是压缩列表ziplist和跳跃表skiplist之一。
（1）ziplist编码
ziplist编码的有序集合对象，其底层实现是压缩列表。其结构与哈希对象类似，不同的是：两个紧密相连的压缩列表节点，第一个保存元素的成员，第二个保存元素的分值，而且分值小的靠近表头，大的靠近表尾。
（2）skiplist编码
skiplist编码的有序集合对象，其底层实现是一个zset结构。一个zset结构同时包含一个跳跃表zsksiplist和一个字典dict。
每个跳跃表节点都保存一个集合元素，并按分值从小到大排列；节点的object属性保存了元素的成员，score属性保存分值。
字典的每个键值对保存一个集合元素；字典的键保存元素的成员，字典的值保存分值。
为何skiplist编码要同时使用跳跃表和字典实现？
- 跳跃表优点是有序，但是查询分值复杂度为O(logn)；字典查询分值复杂度为O(1) ，但是无序。所以，结合这两个数据结构的优点进行实现。
- 虽然采用两个数据结构，但是集合的元素成员和分值是共享的，通过指针指向同一地址，不会浪费内存。
有序集合编码转换：
- 有序集合对象使用ziplist编码，需要满足两个条件：一是所有元素长度小于64字节；二是元素个数小于128个。若任意一个条件不满足，则使用skiplist编码。
- 以上两个条件的数值可以在redis配置文件中修改，分别为zset-max-ziplist-entries选项和zset-max-ziplist-value选项。
七、总结
在redis的五大数据对象中，string对象是唯一可以被其他四种数据对象作为内嵌对象的。
列表（list）、哈希（hash）、有序集合（zset）的底层实现都用到了压缩列表结构，并且使用压缩列表的条件都是“在元素个数比较少、字节长度较短的情况下”。
数据对象使用压缩列表的优点：
（1）节约内存，减少内存开销。redis是内存型数据库，在一定情况下减少内存开销是非常有必要的。
（2）减少内存碎片，压缩列表的内存块是连续的，并且分配内存的次数一次即可。
（3）压缩列表的新增、删除、查找操作的平均时间复杂度是O(N)。N在一定的范围内，这个时间几乎是可以忽略的，并且N的上限值是可以配置的。
（4）四种数据对象都有两种编码结构，增加灵活性。