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Redis 数据类型与底层实现 ​

Redis 数据类型总览 ​

Redis提供了8种数据类型，每种类型都有多种底层实现（编码方式）。

字符串（String） ​

底层实现 ​

  1. int：整数值，8字节长整型
  2. embstr：短字符串，< 44字节，使用嵌入式SDS
  3. raw：长字符串，> 44字节，使用普通SDS

SDS（Simple Dynamic String） ​

c
struct sdshdr {
    int len;     // 已使用长度
    int free;    // 未使用长度
    char buf[];  // 实际数据
};

优势：

  • O(1)获取长度
  • 空间预分配 + 惰性释放
  • 二进制安全（不依赖\0结尾）

列表（List） ​

编码方式 ​

  1. ziplist：压缩列表，元素少时使用
  2. quicklist：3.2+版本默认，ziplist的链表
  3. linkedlist：早期版本使用

quicklist结构 ​

+---+---+---+---+---+---+---+
| 2 | 5 | 8 | 1 | 3 | 7 | 9 |
+---+---+---+---+---+---+---+
  |   |   |   |   |   |   |
 v1   v2  v3  v4  v5  v6  v7

每个节点是一个ziplist，节点数可配置（默认-2表示8KB）

编码转换条件 ​

  • 元素数量 > 512 或 单元素 > 64字节：ziplist → quicklist

哈希（Hash） ​

编码方式 ​

  1. ziplist：元素少时，键值对依次存放
  2. hashtable：元素多时，使用哈希表

渐进式rehash ​

c
// rehash过程分两次完成
dict rehash分150ms步进行，每步迁移一个bucket

步骤：

  1. 创建新哈希表
  2. 设置rehashidx = 0
  3. 每次访问时迁移一个bucket
  4. 迁移完成则释放旧表

集合（Set） ​

编码方式 ​

  1. intset：整数集合，元素都是整数
  2. hashtable：哈希表，通用

编码转换 ​

  • 元素数量 > 512 或 有非整数元素：intset → hashtable

有序集合（Zset） ​

编码方式 ​

  1. ziplist：元素少时
  2. skiplist + dict：元素多时

编码转换 ​

  • 元素数量 >= 128 或 元素 >= 64字节：ziplist → skiplist

面试考点 ​

Q1: Redis数据类型的编码转换时机？ ​

答案：

类型转换条件
String44字节
List512元素或64字节
Hash512元素或64字节
Set512元素或非整数
Zset128元素或64字节

Q2: 为什么String类型用embstr？ ​

答案：

  • 减少内存分配次数
  • embstr将SDS和redisObject分配在连续内存
  • 只读操作无需内存分离

Q3: List用quicklist的好处？ ​

答案：

  1. 内存更紧凑（ziplist）
  2. 插入/删除O(1)（链表）
  3. 取值性能好（局部性原理）

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