Redis 五种数据类型的数据结构

Redis 五种数据类型的数据结构

Redis 数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及zset(sorted set：有序集合)。

对应的底层数据结构一共有 6 种，分别是简单动态字符串、双向链表、压缩列表、哈希表、跳表和整数数组。

String 类型的底层实现只有一种数据结构，也就是简单动态字符串。而 List、Hash、Set 和 Sorted Set 这四种数据类型，都有两种底层实现结构。通常情况下，我们会把这四种类型称为集合类型，它们的特点是一个键对应了一个集合的数据。

简单动态字符串(simple dynamic string,SDS)

Redis没有直接使用C语言传统的字符串表示（以空字符结尾的字符数组，简称C字符串），而是自己构建了一种名为简单动态字符串（simple dynamic string,SDS）的抽象类型，并将其用作默认字符串表示

在构造简单动态字符串的时候，声明了两个额外的属性；free和len

free是记录buf数组中未使用字节的数量 len记录所保存字符串的长度

特点

1、SDS在len属性中记录了SDS本身的长度，所以获取其长度的时间复杂度仅为O(1)

2.杜绝缓冲区溢出，由于C字符串不记录自身长度，容易造成缓冲区溢出（buffer overflow），例如拼接字符串时，为给s1分配足够空间，可能会造成s1内容溢出到s2上；

而SDS的空间分配策略完全杜绝了发生缓冲区溢出的可能性：当SDS API需要对SDS进行修改时，API会检查SDS的空间是否满足修改所需的要求，如果不满足，API会自动将SDS的空间扩展至执行修改所需的大小，然后才执行实际的修改操作，所以SDS不需手动修改SDS的空间大小 简而言之，SDS会先检查，后自动扩展，再操作。

双向链表

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

通过链表的指针逐个访问元素，操作复杂度基本是 O(N)，操作效率比较低；

压缩列表

压缩列表实际上类似于一个数组，数组中的每一个元素都对应保存一个数据。和数组不同的是，压缩列表在表头有三个字段。

**zlbytes；**列表长度

**zltail ：**列表尾的偏移量

**zllen:**列表中的 entry 个数

压缩列表在表尾还有一个 zlend，表示列表结束。

如果我们要查找定位第一个元素和最后一个元素，可以通过表头三个字段的长度直接定位，复杂度是 O(1)。而查找其他元素时，就没有这么高效了，只能逐个查找，此时的复杂度就是 O(N) 了。

跳表

跳表是redis的一个核心组件，也同时被广泛地运用到了各种缓存地实现当中，它的主要优点，就是可以跟红黑树、AVL等平衡树一样，做到比较稳定地插入、查询与删除。理论插入查询删除的算法时间复杂度为O(logN)。

跳表在链表的基础上**，增加了多级索引，通过索引位置的几个跳转，实现数据的快速定位**，如下图所示：