Redis 支持的五大基本数据类型：String，Hash，List，Set，Zset
本文以 Redis 6.2 版本为例

通用结构

Redis 中的每个键值对的键和值都是一个对象，是以 Object 的形式进行存储的

  1. typedef struct redisObject {
  2.     unsigned [type] 4;            //type：基本的数据结构，例如：String等
  3.     unsigned [encoding] 4;        //encoding：编码，底层具体实现方式
  4.     unsigned [lru] REDIS_LRU_BITS;    //lru：记录了对象最后一次被命令程序访问的时间
  5.     int refcount;                //对象引用计数，用于GC
  6.     void *ptr;                    //指向实际值（底层具体实现）的指针
  7. } robj;

type 对应的是 String，Hash，List，Set，Zset
encoding 对应的是 int，raw，ziplist，LinkedList，intset 等等

String

底层实现

String 字符串的编码有三种：int，raw，embstr，具体实现主要是 int 和 SDS

  1. 如果保存的是整数值，并且这个整数值可以用 long 类型来表示，那么就将这个整数值存放在字符串结构的 ptr 属性里，将 ptr 的类型从 void 转换成 long，并且将编码设置为 int
  2. 如果保存的是字符串值（以下两种情况采用的底层数据结构都为 SDS）
    1. 字符串的长度>44 字节，那么就用SDS(Simple Dynamic String)来存放该字符串，编码设为 raw
    2. 字符串的长度<=44 字节，将编码设置为 embstr，使用 embstr 编码的方式来存储

在 Redis 3.2 之前，对于字符串采用的编码的分界值是 39 字节，而非 44 字节，为什么发生了变化呢

从 Redis 2.4 起，开始使用 jemalloc 内存分配器来进行内存分配，jemalloc 进行内存分配时会分配 8、16、32、64 字节的内存块

embstr 编码会一次性分配一块连续的内存区域给字符串，来保存 RedisObject 和 sdshdr，如下：
image.png
由于 RedisObject 占 16 个字节，free 和 len 各占 4 字节，最后的'\0'占 1 个字节，如果 buf 数组占 39 个字节，那么加起来刚好 16 + 4 + 4 + 39 + 1 = 64 个字节
后来变成 44 字节是因为 在 Redis 3.2 之后，Redis 进行了优化，采用 5 种类型的 sdshdr 来节省内存，对于存储短字符串的 embstr，自然采用的是 sdshdr8，sdshdr8 的 len、alloc、flags 各占 1 个字节，如果 buf 数组占 44 个字节，那么 16 + 1 + 1 + 1 + 44 + 1 = 64 个字节
补充：embstr 由于是一次性分配一块连续的内存区域，所以当字符串变长时，需要重新进行分配，所以 embstr 编码的字符串实际上是只读的。在进行字符串拼接等操作时，会先将字符串的编码从 embstr 变成 raw，在执行修改命令

常用命令

应用场景

Hash

底层实现

Hash 的编码有两种：ziplist、hashtable，具体实现是压缩列表和哈希表dictht

  • ziplist编码 —> 压缩列表
  • hashtable编码 —> 哈希表dictht

底层结构采用压缩列表ziplist或者哈希表来实现

  • 如果列表的字符串个数 < 512（默认值，可通过设置list-max-ziplist-entries来修改），并且每个字符串的长度 < 64 字节（默认值，可通过设置list-max-ziplist-value来修改），那么底层就采用压缩列表ziplist来实现

  • 否则底层就采用哈希表来实现

    常用命令

    应用场景

    List

    List 是简单的字符串列表，根据插入顺序进行排序，可以从头部或者尾部插入

    底层实现

  • **Redis 3.2 之前**：采用双向链表linkedlist或者压缩列表ziplist来实现

    • 如果列表的字符串个数 < 512（默认值，可通过设置list-max-ziplist-entries来修改），并且每个字符串的长度 < 64 字节（默认值，可通过设置list-max-ziplist-value来修改），那么底层就采用压缩列表ziplist来实现
    • 否则底层就采用双向链表linkedlist来实现
  • **Redis 3.2 及之后**：采用快速列表quicklist来实现

    常用命令

    应用场景

    Set

    底层实现

    常用命令

    应用场景

    Zset

    底层实现

    常用命令

    应用场景

参考资料

  1. 《Redis 设计与实现》
  2. rollingRobin：https://www.cnblogs.com/rollingRobin/p/16002143.html