redis数据结构汇总

redis每个【数据类型】所对应的【数据结构】

小结：

String
主要是SDS，Long
1、基本编码方式是RAW，value = SDS
2、EMBSTR编码  value = SDS  并且SDS长度小于44字节，只需要调用一次内存分配函数，效率更高
3、INT编码：value = 整数值, 从⽽减少内存的使用。
如何追加字符串？ 如何扩容？ 如何缩容？


List
主要是LinkedList和ZipList(3.2以前)、QuickList（3.2以后）

3.2以前
ZipList编码: 当元素数量小于512, 并且元素大小小于64字节时
LinkedList: 默认都用这个

3.2以后
QuickList



Set
主要采用：dict+IntSet
IntSet：当存储数据都是【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
Dict：默认都用这个



Zset
主要采用：【SkipList+Dict】 或者 【ZipList】

ZipList需要满足下面条件
1、元素【数量】小于zset_max_ziplist_entries，默认值128
2、每个元素【长度】都小于zset_max_ziplist_value字节，默认值64

ziplist如何排序？
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：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
score越小越接近队首，score越大越接近队尾，按照score值升序排列。



Hash
主要：【ziplist】 或者 【dict】
ziplist：数据项比较少，节省内存
条件：
1、ZipList中的元素【数量】超过了hash-max-ziplist-entries( 默认为512)
2、ZipList中的任意【Entry大小】超过了hash-max-ziplist-value (默认为64字节)

否则使用dict

关于几种数据结构的特点：

ZipList ：压缩列表，可以从双端访问，内存占用低，存储上限低
LinkedList ：普通链表，可以从双端访问，内存占用较高，内存碎片较多
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

zipList和skipList的区别可以参考：跳转

什么是redisObject：

Redis中的任意【数据类型】的数据，所对应的value的值会被封装为一个【RedisObject】。

从Redis的使用者的角度来看，⼀个Redis节点包含多个database，而一个database维护了从key space到
object space的映射关系。这个映射关系的key是string类型，⽽value可以是多种数据类型，比如：string, 
list, hash、set、sorted set等。

我们可以看到，key的类型固定是string，而value可能的类型是多个。
⽽从Redis内部实现的⾓度来看，database内的所有【映射关系】都是用⼀个【dict】来维护的。

dict{
	sds key;//动态字符串sds
	redisObject value;
}


dict的key固定用⼀种数据结构来表达就够了，这就是【动态字符串sds】。
而value则比较复杂，为了在同⼀个dict内能够存储不同类型的value，这就需要⼀个通⽤的数据结构，
这个通用的数据结构就是robj，全名是【redisObject】
看下redisObject的结构

一、String

String的value一共有三种类型，RAW、Embstr、INT

关于String里面追加字符串是如何操作的，或者String里面扩容，以及缩容问题可以看这个: 跳转

二、List

三、set

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
3、可以求2个set集合之间的：交集、并集、差集

Set是Redis中的集合，不一定确保元素有序，可以满足元素唯一、查询效率要求极高。
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。

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

四、ZSet

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值排序后
2、member必须唯一
3、可以根据member查询分数

哪种编码结构可以满足？
SkipList：可以排序，并且可以同时存储score和ele值（member）, 没办法实现高效的键唯一性检查
HT（Dict）：可以键值存储，并且可以根据key找value, 不能排序

五、Hash

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


底层实现方式：压缩列表ziplist 或者 字典dict
当Hash中数据项比较少的情况下，Hash底层才⽤压缩列表ZipList进⾏存储数据以节省内存，ZipList中相邻的两个entry，分别保存field和value

随着数据的增加，底层的ziplist就可能会转成dict，触发条件有两个：
	ZipList中的元素数量超过了hash-max-ziplist-entries( 默认为512)
	ZipList中的任意Entry大小超过了hash-max-ziplist-value (默认为64字节)
当满足上面两个条件其中之⼀的时候，Redis就使⽤dict字典来实现hash



Redis的hash之所以这样设计，是因为当ziplist变得很⼤的时候，它有如下几个缺点：
1、每次插⼊或修改引发的realloc操作会有更⼤的概率造成内存拷贝，从而降低性能。
2、⼀旦发生内存拷贝，内存拷贝的成本也相应增加，因为要拷贝更⼤的⼀块数据。
3、当ziplist数据项过多的时候，在它上⾯查找指定的数据项就会性能变得很低，因为ziplist上的查找需要进行遍历。

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