同学们好，上节课我们详细介绍Redis中string、list的底层数据存储结构，今天重点看一下Redis中hash、set、zset的结构原理
Redis-哈希对象（hash）
hash的底层存储有两种数据结构，一种是ziplist，另外一种是hashtable,这两种数据结构我们之前都有讲解，ziplist就是上文提到的结构，hashtable之前讲解的redis结构，hash对象只有同时满足以下条件，才会采用ziplist编码：
- hash对象保存的键和值字符串长度都小于64字节
- hash对象保存的键值对数量小于512
ziplist存储的结构如下
上图中可以看到，当数据量比较小的时候，我们会将所有的key及value都当成一个元素，顺序的存入到ziplist中，构成有序。
hashtable存储的结构
字符串的set key value 和 hash 的区别是什么
- 过期时间，hash没有过期时间
- set不断的加值有一个问题，dict中有一个属性是dictht ht[2]，主要是> 扩容用的，如果不断的加key，则整体redis内存就需要扩容，扩容就需要基于原有内存增加一倍，内存消耗很大
Redis-集合对象（set）
set是一个无序的、自动去重的集合数据类型，Set底层用两种数据结构存储，一个是hashtable，一个是inset。
其中hashtable的key为set中元素的值，而value为null
inset为可以理解为数组，使用inset数据结构需要满足下述两个条件：
- 元素个数不少于默认值512
set-max-inset-entries 512
- 元素可以用整型表示
intset的底层结构
typedef struct intset {
// 编码类型
uint32_t encoding;
// 集合包含的元素数量
uint32_t length;
// 保存元素的数组
int8_t contents[];
} intset;
查询方式一般采用二分查找法，实际查询复杂度也就在log(n)
Redis-有序集合对象（zset）
zset为有序（有限score排序，score相同则元素字典序），自动去重的集合数据类型，其底层实现为 字典（dict） + 跳表（skiplist），当数据比较少的时候用ziplist编码结构存储。
同时满足以下两个条件采用ziplist存储：
- 有序集合保存的元素数量小于默认值128个
- 有序集合保存的所有元素的长度小于默认值64字节
ziplist存储方式
当ziplist作为zset的底层存储结构时候，每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员，第二个元素保存元素的分值
字典（dict） + 跳表（skiplist）的存储方式
zset底层的存储结构包括ziplist或skiplist，在同时满足以下两个条件的时候使用ziplist，其他时候使用skiplist，两个条件如下：
有序集合保存的元素数量小于128个 有序集合保存的所有元素的长度小于64字节
跳表的数据结构
首先我们理解一下什么是跳表
同种可以看到我们通过分等级，从最高等级向低等级查询，效率提高，其时间复杂度为logn（类似于二分查找）
dict+skiplist的最终的存储结构如下
基于上图我们看一下skiplist几个关键对象的数据结构，方便大家理解
zset
/*
* 有序集合
*/
typedef struct zset {
// 字典，键为成员，值为分值
// 用于支持 O(1) 复杂度的按成员取分值操作
dict *dict;
// 跳跃表，按分值排序成员
// 用于支持平均复杂度为 O(log N) 的按分值定位成员操作
// 以及范围操作
zskiplist *zsl;
} zset;
可以看到一个是dict结构，主要key是其集合元素，而value就是对应分值，而zkiplist作为跳跃表，按照分值排序，方便定位成员
zskiplist
/*
* 跳跃表
*/
typedef struct zskiplist {
// 表头节点和表尾节点
struct zskiplistNode *header, *tail;
// 表中节点的数量
unsigned long length;
// 表中层数最大的节点的层数
int level;
} zskiplist;
zskiplistNode
/*
* 跳跃表节点
*/
typedef struct zskiplistNode {
// 成员对象
robj *obj;
// 分值
double score;
// 后退指针
struct zskiplistNode *backward;
// 层
struct zskiplistLevel {
// 前进指针
struct zskiplistNode *forward;
// 跨度
unsigned int span;
} level[];
} zskiplistNode;
zskiplistNode中的robj指针指向具体元素，注意这个指针和dict中key指针指向同一个元素，其中backward后腿指针便于回溯
总结
本节内容主要讲解了Redis中hash、set、zset的底层原理，其中hash底层采用两种，分别是ziplist和hashtable，set底层也分别采用两种hashtable和inset，其中inset也可以理解为数组，zset底层分别是ziplist和dict+skiplist，我们可以看到在节省内存、提高查询效率方面都体现了优秀的设计，这些都可以作为我们日后设计及开发中的宝贵经验，下一节我们将带领大家学习Redis在数据安全及性能保障方面的特点，下课！
