【从零开始学习Redis | 第九篇】深入了解Redis数据类型

前言：

                在现代软件开发中，数据存储和处理是至关重要的一环。为了高效地管理数据，并实现快速的读写操作，各种数据库技术应运而生。其中，Redis作为一种高性能的内存数据库，广泛应用于缓存、会话存储、消息队列等场景。要深入了解Redis的工作原理，就必须先了解其底层数据结构。

Redis之所以能够在性能上表现出色，部分原因在于其精心设计的数据结构。这些数据结构不仅简单高效，而且能够满足各种复杂的数据处理需求。本文将深入探讨Redis底层数据结构的设计原理，包括字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，希望能够帮助读者更好地理解Redis的内部机制，为进一步应用和优化Redis提供指导。

在前面的文章中，我们介绍了Redis的底层数据结构，而这篇文章，我们来介绍一下Redis中能够被我们直接使用的数据结构

底层数据结构：

【从零开始学习Redis | 第七篇】认识Redis底层数据结构（上）-优快云博客文章浏览阅读1k次，点赞14次，收藏13次。在现代软件开发中，数据存储和处理是至关重要的一环。为了高效地管理数据，并实现快速的读写操作，各种数据库技术应运而生。其中，Redis作为一种高性能的内存数据库，广泛应用于缓存、会话存储、消息队列等场景。要深入了解Redis的工作原理，就必须先了解其底层数据结构。Redis之所以能够在性能上表现出色，部分原因在于其精心设计的数据结构。这些数据结构不仅简单高效，而且能够满足各种复杂的数据处理需求。本文将深入探讨Redis底层数据结构的设计原理，包括字符串哈希列表集合有序集合。https://liyuanxin.blog.youkuaiyun.com/article/details/136991225

目录

前言：

String:

List： 

Set:

ZSet：

Hash：

总结：

 

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String:

String 是Redis中最常见的部分，他的基本编码方式是RAW，基于简单动态字符串（SDS）实现，存储上限为512mb。

我们用图片来表示一下数据结构（RAW）：

如果存储的SDS长度小于44字节，则会采用EMBSTR编码，此时object head 和SDS是一段连续空间，申请内存的时候只需要调用一次内存分配函数，效率更高。

我们来看一下EMBSTR作为编码方式时的数据结构：

也就是说：当我们采用EMBSTR来作为编码方式的时候，能够减少内存申请的次数，而内存的申请需要操作系统从用户态转变为内核态，因此减少了内存申请的次数，就变相提升了效率。

当我们存储的字符串是整数的时候，而且大小在LONG_MAX（2,147,483,647）范围内，则会采用INT编码，直接把数据保存在ptr指针位置，不再需要SDS。

EMBSTR为什么最大存储44个字节？ 

Redis的底层采用的是  jemalloc 这种内存回收算法，而这个算法在分配内存的时候，会以去做内存分配，而64字节是Redis的分片大小，也就是说：如果我们采用一整个分片的话，就不会产生内存碎片。

那么我们来看看：RedisObject头部的字节数为16。我们采用最节省空间的SDS结构也会占据三个个字节大小（len，alloc，flags），加上字符串结束标识符“/0”，我们能够存储字符串的最大字节数就是：64 - 16 - 4 = 44字节。

这也就是为什么EMBSTR编码方式能够存储的最大字节数为44字节的原因。

我们可以用Redis中的这个命令来查看此时的编码方式：

object encoding name

1.存入范围小于LONG_MAX的整数：

2.存入字节数小于44的字符串：

3.存入字节数大于44的字符串：

结果：

List： 

在Redis3.2版本之前，Redis采用的是ZipList和LinkedList来实现List，当元素数量小于512且元素大小小于64字节的时候采用ZipList，超过则采用LinkedList编码。

在3.2之后，Redis同一采用QuicList来实现List