Redis基本类型及其数据结构

早年在行使Redis的时辰，只是简朴地行使它提供的根基数据范例和接口，并没有深入研究它底层的数据布局。最近规划从头进修梳理一下Redis方面的常识，以是规划从先容Redis的根基范例及其数据布局入手。

redisObject

Redis的key是顶层模子，它的value是扁平化的。Redis中，全部的value都是一个object，它的布局如下：

typedef struct redisObject { 
 unsigned [type] 4; 
 unsigned [encoding] 4; 
 unsigned [lru] REDIS_LRU_BITS; 
 int refcount; 
 void *ptr; 
} robj; 

简朴先容一下这几个字段：

• type：数据范例，就是我们认识的string、hash、list等。
• encoding：内部编码，着实就是本文要先容的数据布局。指的是当前这个value底层是用的什么数据布局。由于统一个数据范例底层也有多种数据布局的实现，以是这里必要指定命据布局。
• REDIS_LRU_BITS：当前工具可以保存的时长。这个我们在后头讲键的逾期计策的时辰讲。
• refcount：工具引用计数，用于GC。
• ptr：指针，指向以encoding的方法实现这个工具的现实地点。

string

在Redis内部，string范例有两种底层储存布局。Redis会按照存储的数据及用户的操纵指令自动选择吻合的布局：

• int：存放整数范例;
• SDS：存放浮点、字符串、字节范例;

SDS: 简朴动态字符串 simple dynamic string 

SDS

SDS的内部数据布局：

typedef struct sdshdr { 
 // buf中已经占用的字符长度 
 unsigned int len; 
 // buf中剩余可用的字符长度 
 unsigned int free; 
 // 数据空间 
 char buf[]; 
} 

可见，其底层是一个char数组。buf最大容量为512M，内里可以放字符串、浮点数和字节。以是你乃至可以放一张序列化后的图片。它为什么没有直接行使数组，而是包装成了这样的数据布局呢?

由于buf会有动态扩容和缩容的需求。假如直接行使数组，那每次对字符串的修改城市导致从头分派内存，服从很低。

buf的扩容进程如下：

• 假如修改后len长度将小于1M,这时分派给free的巨细和len一样,譬喻修改事后为10字节, 那么给free也是10字节，buf现实长度酿成了10 + 10 + 1 = 21byte
• 假如修改后len长度将大于便是1M,这时分派给free的长度为1M,譬喻修改事后为30M,那么给free是1M.buf现实长度酿成了30M + 1M + 1byte 

惰性空间开释指的是当字符串收缩时，并没有真正的缩容，而是移动free的指针。这样未来字符串长度增进时，就不消从头分派内存了。但这样会造成内存挥霍，Redis提供了API来真正开释内存。

list

list底层有两种数据布局：链表linkedlist和压缩列表ziplist。当list元素个数少且元素内容长度不大时，行使ziplist实现，不然行使linkedlist。

链表

Redis行使的链表是双向链表。为了利便操纵，行使了一个list布局来持有这个链表。如图所示：

typedef struct list{ 
 //表头节点 
 listNode *head; 
 //表尾节点 
 listNode *tail; 
 //链表所包括的节点数目 
 unsigned long len; 
 //节点值复制函数 
 void *(*dup)(void *ptr); 
 //节点值开释函数 
 void *(*free)(void *ptr); 
 //节点值比拟函数 
 int (*match)(void *ptr,void *key); 
}list; 

data存的着实也是一个指针。链表内里的元素是上面先容的string。由于是双向链表，以是可以很利便地把它当成一个栈可能行列来行使。

压缩列表

与上面的链表相对应，压缩列表有点儿相同数组，通过一片持续的内存空间，来存储数据。不外，它跟数组差异的一点是，它应承存储的数据巨细差异。每个节点上增进一个length属性来记录这个节点的长度，这样较量利便地获得下一个节点的位置。

上图的各字段寄义为：

• zlbytes：列表的总长度
• zltail：指向最末元素
• zllen：元素的个数
• entry：元素的内容，内里记录了前一个Entry的长度，用于利便双向遍历
• zlend：恒为0xFF，作为ziplist的定界符

压缩列表不可是list的底层实现，也是hash的底层实现之一。当hash的元素个数少且内容长度不大时，行使压缩列表来实现。

hash

hash底层有两种实现：压缩列表和字典(dict)。压缩列表方才上面已经先容过了，下面首要先容一下字典的数据布局。

字典

（编辑：河北网）

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