面经攻略：详谈Redis常见数据类型

👉本篇速览

早在最开始学Redis的时候，我们就学到了这九种数据类型：String、Hash、List、Set、Zset、BitMap、HyperLogLog、GEO、Stream，但其实在学的时候并不了解它的底层是怎么存储这些数据，而不同的数据类型又有哪些应用的场景，本文将分别讲述这九种数据类型的底层实现和应用场景，但是不会去具体讲解这九种数据类型的使用或者说是指令

Tips：文章很长，建议大家静心攻读，相信会有不错的收获！也可以收藏起来，重复去看和理解（骗收藏hhh）

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1️⃣ String

我们不难发现Redis的数据类型中没有char,int,double……这种数据类型，因为Redis的String不仅可以是字符串，还能是数字（整数或者浮点数），就让我们来一起看看是如何做到兼容的：

🍕 SDS-简单动态字符串

String 类型的底层的数据结构实现主要是靠 int 和 SDS，SDS：简单动态字符串

🍔 C语言字符数组

在讲解SDS之前我们先谈谈为什么不使用char型数组（Redis使用C语言写的，此处的char型数组是指char*）：

1. char型数组判断字符串长度有局限性且获取字符串长度的时间复杂度高 C语言使用strlen判断字符串长度的函数是对字符数组进行遍历，找到\0，那么对于字符串中有\0的，就会遍历提前结束，得到的长度并不准确 刚刚也提到，是对字符数组进行遍历，那么得到长度的时间复杂度就是O(N)

2. char型数组容易缓冲区溢出：C语言的库提供的字符串操作函数并不安全，因为这些函数的底层并不会判断缓冲区大小是否够用，因此会出现缓冲区溢出进而程序崩溃

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🍟 SDS数据结构

其实SDS的实现就是把字符数组封装成了一个能够成熟使用的对象，用C语言的话来说，就是一个结构体，我们来看看结构的中的成员变量

该结构体中的字段有：

1. len：记录字符串的长度，这样就不需要全表遍历去获得字符串的长度，获取字符串长度的时间复杂度就：O(N) -> O(1)

2. alloc：分配给字符数组的空间长度，通过alloc - len可以计算出剩余的空间大小，方便后续的扩容，也就是说在做操作的时候会判断剩余的空间是否够用，这样也就防止了缓冲区溢出的问题

3. flags：表示SDS的类型，可以理解为type

4. buf[]：字节数组，也就是真正存储数据的数组，除了可以保存字符串还能保存二进制数据

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🌭 存储数据的流程

对于存入的key-value的键值对，会把value的信息封装成一个RedisObject，然后编码为SDS存入内存：

​如果字符串是一个数值，数值可以使用long类型存储，例如666.66，那么它的RedisObject就为：

首先是字符串形式，因此Type：String，然后encoding有三种类型：

• int：用于编码数值类型的数据

• raw：用于编码数据量大于指定字节的字符串数据

• embstr：用于编码数据量小于指定字节的字符串数据

• 这个指定的字节，与redis的版本有关系： redis 2.+ 是 32 字节 redis 3.0 - 4.0 是 39 字节 redis 5.0 是 44 字节

那我们再来讨论字符串长度小于指定字节，也就是说使用embstr编码的字符串时，它的RedisObject就为：

编码得到SDS，并把这个数据结构存到内存中：

那么，既然分出了不同字节不同编码，两种编码方式有什么区别呢？

我们先看看内存图，我们可以发现：embstr的RedisObject和SDS空间是连在一起的，而raw编码的二者是两块不连续的内存