Redis底层原理（Redis底层数据结构）（一）_一文带你熟悉redis网络模型原理-优快云博客

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本文详细介绍了Redis的底层数据结构，包括SDS如何避免缓冲区溢出和优化内存分配，链表的双向无环特性及其在Redis中的应用，整数集合的高效存储整数，压缩列表节省内存的实现，以及Redis对象系统的结构，如type、encoding、lru和refcount字段的作用。

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Redis底层数据结构

目标：

掌握Redis数据类型的底层数据结构
理解LRU
能够编写Redis事务处理，理解弱事务
理解Redis乐观锁及秒杀的实现

Redis内存模型

Redis内存统计

127.0.0.1:6379># Memoryinfo memory
#Redis分配的内存总量,包括虚拟内存(字节)
used_memory:853464
#占操作系统的内存，不包括虚拟内存(字节)
used_memory_rss:12247040
#内存碎片比例 如果小于0说明使用了虚拟内存
mem_fragmentation_ratio:15.07
#Redis使用的内存分配器
mem_allocator:jemalloc-5.1.0

Redis内存分配

数据：作为数据库，数据是最主要的部分；这部分占用的内存会统计在 used_memory 中。Redis 使用键值对存储数据，其中的值（对象）包括 5 种类型，即字符串、哈希、列表、集合、有序集合。这 5 种类型是 Redis 对外提供的，实际上，在 Redis 内部，每种类型可能有 2 种或更多的内部编码实现

进程： Redis 主进程本身运行肯定需要占用内存，如代码、常量池等等；这部分内存大约几M，在大多数生产环境中与 Redis 数据占用的内存相比可以忽略。这部分内存不是由 jemalloc 分配，因此不会统计在 used_memory 中。补充说明：除了主进程外，Redis 创建的子进程运行也会占用内存，如 Redis 执行 AOF、RDB 重写时创建的子进程。当然，这部分内存不属于 Redis 进程，也不会统计在 used_memory 和 used_memory_rss 中。

缓冲内存：缓冲内存包括客户端缓冲区、复制积压缓冲区、AOF 缓冲区等；其中，客户端缓冲区存储客户端连接的输入输出缓冲；复制积压缓冲区用于部分复制功能；AOF 缓冲区用于在进行 AOF 重写时，保存最近的写入命令。在了解相应功能之前，不需要知道这些缓冲的细节；这部分内存由 jemalloc 分配，因此会统计在used_memory 中。

内存碎片：内存碎片是 Redis 在分配、回收物理内存过程中产生的。例如，如果对数据的更改频繁，而且数据之间的大小相差很大，可能导致 Redis 释放的空间在物理内存中并没有释放。但 Redis 又无法有效利用，这就形成了内存碎片，内存碎片不会统计在 used_memory 中。内存碎片的产生与对数据进行的操作、数据的特点等都有关；此外，与使用的内存分配器也有关系：如果内存分配器设计合理，可以尽可能的减少内存碎片的产生。如果 Redis 服务器中的内存碎片已经很大，可以通过安全重启的方式减小内存碎片：因为重启之后，Redis 重新从备份文件中读取数据，在内存中进行重排，为每个数据重新选择合适的内存单元，减小内存碎片。