redis五种数据类型内部构造

1、String

1、实现方式：

1、RAW编码方式：默认的，redisObject指针指向SDS

2、EMBSTR编码方式：redisObject和SDS形成数组

3、INT编码方式：直接用redisObject指针存储，指针是无符号的8位

String是Redis中最常见的数据存储类型：

1、 其 基本编码 方式是 RAW ，基于简单动态字符串（ SDS ）实现， 存储上限 为 512mb 。

2、 如果存储的 SDS 长度小于44字 节，则会采用 EMBSTR 编码，此时 object head与SDS是一段连续空间 。 申请内存 时 只需 要 调用一次 内存分配函数，效率更高。

3、 如果 存储 的 字符串 是 整数值 ，并且大小在 LONG_MAX范围 内，则会采用 INT 编码：直接将数据保存在 RedisObject 的 ptr 指针位置（刚好 8 字节），不再需要 SDS 了。

1、下图是RAW编码方式：

其 基本编码 方式是 RAW ，基于简单动态字符串（ SDS ）实现， 存储上限 为 512mb 。

2、下图是EMBSTR编码方式

如果存储的SDS长度小于44字节，则会采用EMBSTR编码，此时object head与SDS是一段连续空间。申请内存时只需要调用一次内存分配函数，效率更高。

 3、下图是INT编码方式

如果存储的字符串是整数值，并且大小在LONG_MAX范围内，则会采用INT编码：直接将数据保存在RedisObject的ptr指针位置（刚好8字节），不再需要SDS了。

 总结：

可以看到String具有的三种转换形式

 测试

 2、List

2、实现方式：

1、3.2版本之前，ZipList和LinkedList来实现List

2、3.2版本之后，QuickList实现

Redis的List类型可以从首、尾操作列表中的元素：

哪一个数据结构能满足上述特征？

• LinkedList ：普通链表，可以从双端访问， 内存占用较高 ，内存 碎片较多

• ZipList ：压缩列表，可以从双端访问， 内存占用低 ，存储 上限低

• QuickList ： LinkedList + ZipList ，可以从双端访问，内存 占用较低 ，包含多个 ZipList ， 存储上限高

Redis的List结构类似一个双端链表，可以从首、尾操作列表中的元素：

在3.2版本之前，Redis采用ZipList和LinkedList来实现List，当元素数量小于512并且元素大小小于64字节时采用ZipList编码，超过则采用LinkedList编码

在3.2版本之后，Redis统一采用QuickList来实现List：

 

 

 3、Set

3、实现方式：

1、Dict实现，value都存储null

2、如果都是整数，那么用Inset结构

Set是Redis中的单列集合，满足下列特点：

1、 不保证有序性

2、 保证 元素唯一 ( 可以判断元素是否存在 )

3、 求交集、并集、差集

可以看出，Set对查询元素的效率要求非常高，思考一下，什么样的数据结构可以满足？

1、 HashTable ，也就是 Redis 中的 Dict ，不过 Dict 是双列集合（可以存键、值对）

2、 为了查询效率和唯一性， set 采用 HT 编码（ Dict ）。 Dict 中的 key 用来存储元素， value统一为null。

3、 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 ， Set 会采用 IntSet编码 ，以节省内存。

源码：

1、下图解释传入的数据不同set底层创建的方式也是不同的

2、下面是添加元素

 

 展示

 

4、ZSet

4、实现方式：

1、SkipList（有序）和HT（键值查找）结合构成

2、ZipList，两个entry构成一个，ele为键，score为值

ZSet也就是SortedSet，其中每一个元素都需要指定一个score值和member值：

1、可以根据score值排序

2、member必须唯一

3、可以根据member查询分数

 

因此，zset底层数据结构必须满足键值存储、键必须唯一、可排序这几个需求。之前学习的哪种编码结构可以满足？

1、 SkipList ： 可以排序 ，并且可以同时 存储score和ele值 （ member ）

2、 HT （ Dict ） ： 可以 键值存储 ，并且可以 根据key找value，key==ele,value==score

 

 

 源码分析

当元素数量不多时，HT和SkipList的优势不明显，而且更耗内存。因此zset还会采用ZipList结构来节省内存，不过需要同时满足两个条件：

①元素数量小于zset_max_ziplist_entries，默认值128

②每个元素都小于zset_max_ziplist_value字节，默认值64

ziplist本身没有排序功能，而且没有键值对的概念，因此需要有zset通过编码实现：

1、ZipList是连续内存，因此score和element是紧挨在一起的两个entry， element在前，score在后2、score越小越接近队首，score越大越接近队尾，按照score值升序排列

从下面代码可以看到

1、zset实现的两种方式

 2、下面的是添加Zset的方法

 

 5、Hash

5、实现方式：

本质和zset是一样的

1、直接用dict实现，去除跳表

2、使用ZipList实现

Hash结构与Redis中的Zset非常类似：

1、 都是键值存储

2、 都需求根据键获取值

3、 键必须唯一

区别如下：

1、zset的键是member，值是score；hash的键和值都是任意值

2、zset要根据score排序；hash则无需排序

因此，Hash底层采用的编码与Zset也基本一致，只需要把排序有关的SkipList去掉即可：

 因此，Hash底层采用的编码与Zset也基本一致，只需要把排序有关的SkipList去掉即可：

1、Hash结构默认采用ZipList编码，用以节省内存。 ZipList中相邻的两个entry 分别保存field和value

2、当数据量较大时，Hash结构会转为HT编码，也就是Dict，触发条件有两个：

①ZipList中的元素数量超过了hash-max-ziplist-entries（默认512）

②ZipList中的任意entry大小超过了hash-max-ziplist-value（默认64字节）

hash对应的两种结构

 

 

 

 源码展示