在Redis中會涉及很多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如SDS，雙向鏈表、字典、壓縮列表、整數(shù)集合等等。Redis會基于這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自定義一個對象系統(tǒng)，而且自定義的對象系統(tǒng)有很多好處。

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通過對以下的Redis對象系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，可以了解Redis設(shè)計原理以及初衷，為了我們在使用Redis的時候，更加能夠理解到其原理和定位問題。

Redis 對象

Redis基于上述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自定義一個Object 系統(tǒng)，Object結(jié)構(gòu)：

redisObject結(jié)構(gòu)： 
     typedef struct redisObject{ 
    //類型 
    unsigned type:4; 
    //編碼 
    unsigned encoding:4; 
    //指向底層實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針 
    void *ptr; 
    …..  
} 

Object 系統(tǒng)包含五種Object：

• String：字符串對象
• List：列表對象
• Hash：哈希對象
• Set：集合對象
• ZSet：有序集合

Redis使用對象來表示數(shù)據(jù)庫中的鍵和值，即每新建一個鍵值對，至少創(chuàng)建有兩個對象，而且使用對象的具有以下好處：

1. redis可以在執(zhí)行命令前會根據(jù)對象的類型判斷一個對象是否可以執(zhí)行給定的命令

2. 針對不同的使用場景，為對象設(shè)置不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，從而優(yōu)化對象的不同場景夏的使用效率

3. 對象系統(tǒng)還可以基于引用計數(shù)計數(shù)的內(nèi)存回收機制，自動釋放對象所占用的內(nèi)存，或者還可以讓多個數(shù)據(jù)庫鍵共享同一個對象來節(jié)約內(nèi)存。

4. redis對象帶有訪問時間記錄信息，使用該信息可以進行優(yōu)化空轉(zhuǎn)時長較大的key，進行刪除!

對象的ptr指針指向?qū)ο蟮牡讓蝇F(xiàn)實數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由對象的encoding屬性決定，對應(yīng)關(guān)系：

每種Object對象至少有兩種不同的編碼，對應(yīng)關(guān)系：

String對象

字符串對象編碼可以int 、raw或者embstr，如果保存的值為整數(shù)值且這個值可以用long類型表示，使用int編碼，其他編碼類似。

比如：int編碼的String Object

redis> set number 520 
 ok 
 redis> OBJECT ENCODING number 
"int" 

String Object結(jié)構(gòu)：

String 對象之間的編碼轉(zhuǎn)換

int編碼的字符串對象和embstr編碼的字符串對象在條件滿足的情況下，會被轉(zhuǎn)換為raw編碼的字符串對象。

比如：對int編碼的字符串對象進行append命令時，就會使得原來是int變?yōu)閞aw編碼字符串

List對象

list對象可以為ziplist或者為linkedlist，對應(yīng)底層實現(xiàn)ziplist為壓縮列表，linkedlist為雙向列表。

Redis>RPUSH numbers “Ccww” 520 1 

用ziplist編碼的List對象結(jié)構(gòu)：

用linkedlist編碼的List對象結(jié)構(gòu)：

List對象的編碼轉(zhuǎn)換：

當list對象可以同時滿足以下兩個條件時，list對象使用的是ziplist編碼：

1. list對象保存的所有字符串元素的長度都小于64字節(jié)

2. list對象保存的元素數(shù)量小于512個，

不能滿足這兩個條件的list對象需要使用linkedlist編碼。

Hash對象

Hash對象的編碼可以是ziplist或者hashtable

其中，ziplist底層使用壓縮列表實現(xiàn)：

• 保存同一鍵值對的兩個節(jié)點緊靠相鄰，鍵key在前，值vaule在后
• 先保存的鍵值對在壓縮列表的表頭方向，后來在表尾方向

hashtable底層使用字典實現(xiàn)，Hash對象種的每個鍵值對都使用一個字典鍵值對保存：

• 字典的鍵為字符串對象，保存鍵key
• 字典的值也為字符串對象，保存鍵值對的值

比如：HSET命令

redis>HSET author name  "Ccww" 
(integer) 
 
redis>HSET author age  18 
(integer) 
 
redis>HSET author sex  "male" 
(integer) 

ziplist的底層結(jié)構(gòu)：

hashtable底層結(jié)構(gòu)：

Hash對象的編碼轉(zhuǎn)換：

當list對象可以同時滿足以下兩個條件時，list對象使用的是ziplist編碼：

1. list對象保存的所有字符串元素的長度都小于64字節(jié)

2. list對象保存的元素數(shù)量小于512個，

不能滿足這兩個條件的hash對象需要使用hashtable編碼

Note：這兩個條件的上限值是可以修改的，可查看配置文件hash-max-zaiplist-value和hash-max-ziplist-entries

Set對象：

Set對象的編碼可以為intset或者hashtable

• intset編碼：使用整數(shù)集合作為底層實現(xiàn)，set對象包含的所有元素都被保存在intset整數(shù)集合里面
• hashtable編碼：使用字典作為底層實現(xiàn)，字典鍵key包含一個set元素，而字典的值則都為null

inset編碼Set對象結(jié)構(gòu)：

redis> SAD number  1 3 5 

hashtable編碼Set對象結(jié)構(gòu)：

redis> SAD Dfruits  “apple”  "banana" " cherry" 

Set對象的編碼轉(zhuǎn)換：

使用intset編碼：

1. set對象保存的所有元素都是整數(shù)值

2. set對象保存的元素數(shù)量不超過512個

不能滿足這兩個條件的Set對象使用hashtable編碼

ZSet對象

ZSet對象的編碼 可以為ziplist或者skiplist

ziplist編碼，每個集合元素使用相鄰的兩個壓縮列表節(jié)點保存，一個保存元素成員，一個保存元素的分值，然后根據(jù)分數(shù)進行從小到大排序。

ziplist編碼的ZSet對象結(jié)構(gòu)：

Redis>ZADD price 8.5 apple 5.0 banana 6.0 cherry 

skiplist編碼的ZSet對象使用了zset結(jié)構(gòu)，包含一個字典和一個跳躍表

Type struct zset{ 
 
    Zskiplist *zsl； 
    dict *dict； 
    ... 
} 

skiplist編碼的ZSet對象結(jié)構(gòu)

ZSet對象的編碼轉(zhuǎn)換

當ZSet對象同時滿足以下兩個條件時，對象使用ziplist編碼

1. 有序集合保存的元素數(shù)量小于128個

2. 有序集合保存的所有元素的長度都小于64字節(jié)

不能滿足以上兩個條件的有序集合對象將使用skiplist編碼。

Note：可以通過配置文件中zset-max-ziplist-entries和zset-max-ziplist-vaule