Redis 字符串 String类型的底层实现是什么？Redis 字符串 String类型的底层实现是什么？Redis

Redis 字符串 String类型的底层实现是什么？

重要内容

Redis 字符串（String）类型的底层实现基于 简单动态字符串（SDS）并且根据字符串内容及长度动态选择编码方式（int、embstr、raw等），以优化内存和性能

扩展知识

不同编码的选择

int 编码

适用场景：当存储的字符串可以表示为一个64位有符号整数时，Redis会采用 int 编码来存储这个值

实现原理：直接使用一个64位的整数来存储该值，这样可以节省内存，并且在进行数值操作（如 INCR、DECR 等）时，不需要进行额外的类型转换，提高了操作效率

struct redisObject {
    unsigned type:4;      // 数据类型（字符串、哈希等）
    unsigned encoding:4;  // 编码类型，这里是 int
    int64_t ptr;          // 实际的数据指针，这里直接存储整数值
};

示例代码

# 设置一个可以表示为整数的字符串
redis-cli set num 123
# 查看该键的编码方式
redis-cli object encoding num
# 输出结果：int

embstr 编码

适用场景：当存储的字符串长度较短（Redis 3.2 及以前版本中长度小于等于39字节，Redis 3.2 以后版本中长度小于等于44字节）时，Redis会采用 embstr 编码

实现原理：embstr 是一种专门为短字符串设计的编码方式，它将 RedisObject 结构和简单动态字符串 SDS 结构连续存储在一块内存中，避免了内存碎片，并且减少了内存分配和释放的次数，提高了内存使用效率

struct redisObject {
    unsigned type:4;       // 数据类型
    unsigned encoding:4;   // 编码类型，这里是 embstr
    void *ptr;             // 指向 sdshdr 结构
};

struct sdshdr {
    uint32_t len;          // 当前字符串长度
    uint32_t alloc;        // 已分配的内存大小
    unsigned char flags;   // 编码类型
    char buf[];            // 实际字符串数据
};

示例代码

# 设置一个短字符串
redis-cli set short_str "hello"
# 查看该键的编码方式
redis-cli object encoding short_str
# 输出结果：embstr

raw 编码

适用场景：当存储的字符串长度较长（超过 embstr 编码所允许的最大长度）时，Redis会采用 raw 编码

实现原理：raw 编码使用普通的 SDS 结构来存储字符串，RedisObject 结构和 SDS 结构分别存储在不同的内存块中。虽然 raw 编码在内存使用效率上不如 embstr 编码，但它可以存储任意长度的字符串

struct redisObject {
    unsigned type:4;       // 数据类型
    unsigned encoding:4;   // 编码类型，这里是 raw
    void *ptr;             // 指向 sdshdr 结构
};

struct sdshdr {
    uint32_t len;          // 当前字符串长度
    uint32_t alloc;        // 已分配的内存大小
    unsigned char flags;   // 编码类型
    char buf[];            // 实际字符串数据
};

示例代码

# 设置一个长字符串
redis-cli set long_str "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890abcde"
# 查看该键的编码方式
redis-cli object encoding long_str
# 输出结果：raw