Redis五种数据类型的底层实现总结

Redis的五种数据类型：

• 字符串（string）
• 列表（list）
• 哈希（hash）
• 集合（set）
• 有序集合（zset）

Redis所用到的底层数据结构：

• long类型的整数
• 简单动态字符串（sds）
• emb编码的简单动态字符串（embstr）
• 链表（实际是双端链表 linkedlist）
• 字典（实际是哈希表 hashtable）
• 整数集合（intset）
• 压缩列表（ziplist）
• 跳跃表（skiplist）

对象系统

redis并没有直接使用以上的数据结构来实现键值对数据库，而是基础这些数据结构创建了一个对象系统，包含：字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象和有序集合对象，这些对象都至少用到了一种数据结构。

使用对象的优点：

• 针对不同的使用场景，为对象设置不同的数据结构实现，从而优化对象在不同场景下的使用效率
• Redis的对象系统实现了基于引用计数技术的内存回收机制，当程序不再使用某个对象的时候，这个对象所占用的内存就会自动释放
• Redis还基引用计数技术实现了对象共享机制，在适当的条件下，通过让多个数据库键共享同一个对象来节约内存
• Redis的对象带有访问时间的记录信息，该信息可以用于计算数据库键的空转时长，在服务器启用了maxmemory功能的情况下，空转时长较大的那些键可能会优先被服务器删除

对象的类型和编码

一个键值对会至少创建两个对象：键对象、值对象

如set a “a”命令，会创建两个字符串对象，redis中的每个对象由一个redisObject结构表示：

typedef struct redisObject{
	unsigned type:4; 
	unsigned encoding 4; 
	void * ptr; 
	......
}robj;

对象类型：



所有的键的对象类型都是字符串对象，使用type命令可以查看一个键值对的值对象类型：

编码和底层实现： 对象的ptr指针指向对象的底层数据结构，这些数据结构由encoding（编码）属性决定，下图为对象的编码表：

每种类型的对象都至少使用的两种不同的编码，可以通过如下命令查看对象所使用的编码：



下图列出了每种对象可以使用的编码：



下图为不同的编码的对象所对应的object encoding 命令输出值：





同一种数据类型的redis可以有多种底层实现数据结构，极大地提升了reids的灵活性和效率，下面列出不同的对象类型，以及相同的对象类型不同的值的情况下所对应的底层数据结构。

字符串对象

字符串对象可以使用的编码有：int、raw、embstr

embstr编码是专门用于保存短字符串的一种编码方式。

列表对象

列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist

哈希对象

哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable

集合对象

集合对象的编码可以是intset或者hashtable

有序集合对象

有序集合对象的编码可以是ziplist或者skiplist