整体理解Redis底层数据结构

整体理解Redis底层数据结构

核心领域

针对Redis底层数据结构进行深度解析，涵盖String、Hash、List、Set、ZSet，对比了Redis6（ziplist）与Redis7（listpack）的差异。

不同数据类型分析

数据类型	关键结构	编码类型	版本差异	转换条件
String	SDS	int/embstr/raw	无差异	值为可转换为long类型数字时用int；为字符串且长度小于44字节用embstr；长度大于44字节用raw
Hash	dict/listpack	listpack/hashtable	Redis7用listpack替代ziplist	键值对不超512个且键值对字符串长度不超64字节用listpack，否则用hashtable
List	quicklist/listpack	listpack/quicklist	Redis7改用listpack	数据量较小时用listpack，由list - max - listpack - size参数决定；数据量大时用quicklist
Set	intset/listpack	intset/listpack/hashtable	无差异	数据为不超64位数字用intset；非数字且未超set - max - listpack - entries（128）和set - max - listpack - value（64）阈值用listpack；超阈值用hashtable
ZSet	skiplist/listpack	listpack/skiplist	Redis7改用listpack	value数据量小，由zset - max - listpack - entries和zset - max - listpack - value衡量时用listpack；数据量大时用skiplist

其他要点

1. RedisObject统一封装机制1. ：作为<k, v>型数据库，key通常是string类型字符串对象，value是redisObject对象，结构包含type、encoding、lru、refcount和*ptr字段。
2. 五大数据类型底层编码策略：根据数据类型、长度、数量等因素综合选择合适编码。
3. Redis7中listpack对ziplist的替代方案：listpack解决了ziplist连锁更新问题，entry记录自身长度而非前向长度。
4. 内存优化技术：embstr使用连续内存，listpack无连锁更新。
5. 面试高频考点：SDS结构解决C语言字节数组保存字符串问题；quicklist结合数组和链表优点；跳表用空间换时间，适合读多写少场景。

创新性

1. listpack革命性改进：通过记录自身长度替代前向长度，解决ziplist连锁更新问题。
2. SDS多结构适配：针对不同字符串长度采用int/embstr/raw分级策略。
3. quicklist混合结构：数组（listpack）与链表结合。

普适性原则

1. 内存紧凑原则：所有结构追求连续内存分配，如embstr、listpack。
2. 分级存储策略：小数据用紧凑结构，大数据用链表，在List、Hash中通用。
3. 读写优化平衡：skiplist以空间换时间，适合读多写少场景。

实用性指南

1. 配置优化：hash - max - listpack - value 64控制Hash编码转换，zset - max - listpack - entries 128影响ZSet结构选择。
2. 性能调优：小整数（<1000）复用共享对象，embstr避免小字符串内存碎片。
3. 面试重点：listpack与ziplist结构差异、RedisObject结构体字段含义、quicklistNode的entry指向机制。

全面性覆盖

涵盖Redis核心数据结构，如String的3种编码、Hash的2种编码、List的2种编码、Set的3种编码、ZSet的2种编码。

客观性验证

1. 源码片段验证，如server.h 880行编码定义。
2. 实时调试指令，如OBJECT ENCODING验证。
3. 配置参数实测，修改参数观察编码变化。