Redis不同資料類型的的資料結構實現

標籤：

我們知道Redis支援五種資料類型，

分別是字串、雜湊表（map）、列表（list）、集合（set）和有序集合，和Java的集合架構類似，不同資料類型的資料結構實也是不一樣的。

>>Redis中的redisObject對象

Redis是使用C編寫的，內部實現了一個struct結構體redisObject對象，

通過結構體來模仿物件導向編程的“多態”，作為一個底層的資料支援，redisObject代碼：

/* * Redis 對象 */typedef struct redisObject {    // 類型    unsigned type:4;    // 對齊位    unsigned notused:2;    // 編碼方式    unsigned encoding:4;    // LRU 時間（相對於 server.lruclock）    unsigned lru:22;    // 引用計數    int refcount;    // 指向對象的值    void *ptr;} robj;

 

其中type、encoding、ptr3個屬性分別表示：
type：redisObject的類型，字串、列表、集合、有序集、雜湊表
encoding：底層實現結構，字串、整數、跳躍表、壓縮列表等
ptr：實際指向儲存值的資料結構

如果一個 redisObject 的 type 屬性為 REDIS_LIST ， encoding 屬性為 REDIS_ENCODING_LINKEDLIST ，
那麼這個對象就是一個 Redis 列表，它的值儲存在一個雙端鏈表內，而 ptr 指標就指向這個雙端鏈表；
如果一個 redisObject 的 type 屬性為 REDIS_HASH ， encoding 屬性為 REDIS_ENCODING_ZIPMAP ，
那麼這個對象就是一個 Redis 雜湊表，它的值儲存在一個 zipmap 裡，而 ptr 指標就指向這個 zipmap 。

下面這張圖片中的REDIS_STRING/REDIS_LIST/REDIS_ZSET/REDIS_HASH/REDIS_SET針對的是redisObject中的type，
後面指向的REDIS_ENCODING_LINKEDLIST等針對的是encoding欄位。

Redis的底層資料結構有以下幾種：
簡單動態字串sds(Simple Dynamic String)
雙端鏈表(LinkedList)
字典(Map)
跳躍表(SkipList)

下面針對五種資料類型，學習相關的底層資料結構。

>>String

如果一個String類型的value能夠儲存為整數，則將對應redisObject 對象的encoding修改為REDIS_ENCODING_INT，將對應robj對象的ptr值改為對應的數值。
如果不能轉為整數，保持原有encoding為REDIS_ENCODING_RAW。
因此String類型的資料可能使用原始的字串儲存（實際為sds - Simple Dynamic Strings，對應encoding為REDIS_ENCODING_RAW）或者整數儲存。

Redis可以直接查看對象的ENCODING值：

redis:6379> set strtest 1OKredis:6379> OBJECT ENCODING strtest"int"redis:6379> set strtest blogOKredis:6379> OBJECT ENCODING strtest"raw"

　　

>>List

列表的底層實現有2種：
REDIS_ENCODING_ZIPLIST
REDIS_ENCODING_LINKEDLIST
ZIPLIST相比LINKEDLIST可以節省記憶體，
當建立新的列表時，預設是使用壓縮列表作為底層資料結構的。
Redis內部會對相關操作做判斷，
當list的elem數小於配置值: hash-max-ziplist-entries 或者elem_value字串的長度小於 hash-max-ziplist-value, 可以編碼成 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 類型儲存，以節約記憶體；
但由於在zip list添加和刪除元素會涉及到資料移動，
因此當list內容較多時，使用雙向鏈表。

>>Hash

建立新的Hash類型時，預設也使用ziplist儲存value，儲存資料過多時，使用hast table。

>>Set

集合的底層實現也有兩種：
REDIS_ENCODING_INTSET
REDIS_ENCODING_HT(字典)
建立Set類型的key-value時，如果value能夠表示為整數，則使用intset類型儲存value。
資料量大時，切換為使用hash table儲存各個value。

>>Sorted Set

有序集合的底層實現也是2種：
REDIS_ENCODING_ZIPLIST
REDIS_ENCODING_SKIPLIST

關於Redis中的跳躍表，查看這篇文章：跳躍表
跳躍表在 Redis中的使用，就是實現有序集合資料類型。

 

非一手資料，相關分析整理自論壇部落格等，版本Redis 2.6。

瞭解更多：Redis 資料類型

 

Redis不同資料類型的的資料結構實現