Redis 常用数据类型

齐朋
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Redis 常用数据类型

Redis 提供五种常用数据类型，它们分别是：

  1. 字符串（String）
    • 底层实现：在 Redis 中，字符串类型是一个简单的动态字符串。底层数据结构包括双向链表和压缩列表。自 Redis 7.0 起，压缩列表被称为紧凑列表（List Pack）。
  1. 哈希（Hash）
    • 底层实现：使用哈希表来存储数据。
  1. 列表（List）
    • 底层实现：通过双向链表来存储数据。
  1. 集合（Set）
    • 底层实现：采用哈希表作为底层数据结构。
  1. 有序集合（Sorted Set）
    • 底层实现：使用跳表（Skip List）和哈希表的组合。Redis 7.0 之前使用压缩列表和跳表，7.0 之后，数据量小的使用紧凑列表，数据量大的继续使用跳表。

总结：Redis 提供的五种数据类型通过不同的底层数据结构实现，支持高效的数据存储和操作。

Redis ZSet 的底层实现

Redis 的有序集合（ZSet）底层实现依赖于两种数据结构：

  1. Redis 7.0 之前：
    • 小数据量时使用压缩列表（Zip List）。
    • 大数据量时使用跳表（Skip List）。
  1. Redis 7.0 之后：
    • 小数据量时使用紧凑列表（List Pack）。
    • 大数据量时仍然使用跳表。

Redis 7.0之后的变化

在Redis 7.0版本之后，Redis对ZSet的实现进行了优化，原来使用的压缩列表（Ziplist）被**紧凑列表（Listpack）**取代。紧凑列表在内存使用和数据访问上比压缩列表更为高效，尤其是在存储大量数据时，内存占用更小，性能更高。

**紧凑列表（Listpack）与压缩列表（Ziplist）**的区别在于，Listpack更加灵活，能够支持更多的数据类型并且减少内存浪费。因此，Redis 7.0版本之后的ZSet更加高效。

具体的规则：

对于 ZSet 的底层数据结构，用户可以使用 object encoding 命令来查看它所使用的底层实现。例如，在 Redis 7.0 之后，ZSet 会使用 ListPack 数据结构，因为其数据量较小。

// 查看某个 ZSet 的底层实现方式
127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING myZset
"listpack"

这表明 Redis 使用了紧凑列表（ListPack）来存储 ZSet。

附录：跳跃表（Skiplist）的工作原理

跳跃表是实现有序集合的核心数据结构之一。在Redis中，跳跃表通过随机化的方式来决定元素所在的层数。每个元素在跳跃表中都会根据随机数生成一到多层索引，从而实现快速查找。跳跃表的主要优势是插入和删除操作的时间复杂度为O(log N)，查找操作的时间复杂度为O(log N)，相比于传统的链表，它能大大提升性能。

跳跃表的添加流程以及查找流程：

  • 添加流程：当插入一个元素时，Redis会生成一个随机层数，表示该元素在跳跃表中的层数。跳跃表的层数并不是固定的，而是通过随机数来决定的。这种设计可以减少元素在表中的分布不均的情况。
  • 查找流程：查找操作会在跳跃表的不同层次中逐步进行，跳跃表通过多层索引加速查找速度，避免了顺序遍历的低效。

总结：ZSet 的底层实现会根据数据量的不同在压缩列表、紧凑列表和跳表之间进行选择。

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