Redis 数据类型详解通用对象模型 Redis的每个键值不是直接保存的而是使用一个redisObject结构体封装保存

通用对象模型

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;        // 数据类型（String、Hash、List等）
    unsigned encoding:4;    // 实际编码方式
    unsigned lru:24;        // 最近访问时间，用于LRU淘汰
    int refcount;           // 引用计数，用于内存回收
    void *ptr;              // 指向实际数据结构的指针
} robj;c

Redis的每个键值不是直接保存的而是使用一个redisObject结构体封装保存的。

数据类型

string

适用场景：用户信息，计数，商品数据等缓存
设计原理：
- string有三种编码方式
  - int => 整数不额外分配内存,
  - embstr => <=44b 单次内存分配 redisOBJ & SDS连续存储
  - raw => 大于44b 两次内存分配 Obj & SDS分开存储
- SDS (动态字符) ：内存预分配：扩容策略（小于1MB时翻倍，大于1MB时每次加1MB）

特性：

原子性操作： Redis中，由于单线程模型，每个命令都是原子执行的。单线程模型保证每个命令执行不被中断 (decrby,incr操作都是原子性,计数与库存扣减等场景都必须要保证其原子性)

分布式锁 SetNx ：

# 如果lock:order不存在，则设置值为1，返回1（成功）
# 如果lock:order已存在，则不设置，返回0（失败）
SETNX lock:order 1;



   def acquire(self, lock_key, expire_time=30):
        """
        获取分布式锁
        :param lock_key: 锁的键名
        :param expire_time: 锁的过期时间（秒）
        :return: 是否获取成功
        """
        # 使用SET with NX和EX参数，保证原子性
        result = self.redis.set(
            lock_key, 
            "locked", 
            nx=True, 
            ex=expire_time
        )
        return result is not None
    
    def release(self, lock_key):
        """释放锁"""
        self.redis.delete(lock_key)

Hash

适用场景：用户信息，商品详情等具有多属性的实体（购物车之类）
设计原理：
- 底层为两种编码方式：ziplist（压缩列表，适合小数据量，默认val长度不超过64字节，field数量不超过512），HashTable（哈希表,当不满足ziplist会自动转化为hashtable，扩展或收缩时需要rehash来完成操作）
特性：优化结构化数据的存储与访问，可以单独对属性进行读写，减少序列化操作整个对象

List

适用场景：文章列表，热点推文等
设计原理： redis3.2+版本后list默认的底层实现为QuickList（ziplist和linkedlist结合实现，平衡内存效率和查询性能）。
特性：基于双向有序列表可重复的集合两端操作速度快（O(1)）

Set

适用场景：好友关系（共同好友），投票抽奖类的业务
设计原理：
- 两种编码方式：intSet （整数集合，元素都为整数，数量不超过默认的512），HashTable（当不满足intSet时，使用hashtable，value为null，只存key元素）
特性：无序唯一的集合，可以提供搞笑的集合运算（交集，差集，并集）

Sorted Set

适用场景：排行榜之类延迟队列实现（执行时间作为score）
设计原理：
- 两种编码方式：zipList（元素为数量小于默认128，长度小于默认64字节）SkipLIst + Dict （跳跃表&字典混合结构，跳跃表将数据顺序用纵向的层级关系，高层指针跨越节点提升查找效率 O(log n)，dict提供O(1)的Zscore操作）
特性: 唯一且有序的集合，每个元素关联一个score作为排序依据。

BitMap

适用场景：签到，大数据量的统计（活跃用户）
设计原理：本质时string，使用sds存储位数据，使用RAW编码，自动补0扩展，提供位级操作接口
特性：在字符基础上进行位操作节省内存空间

HyperLogLog

适用场景：大规模去重统计（网站统计UV PV等）
设计原理：基于12kb的固定大小寄存器数组，使用14bit的寄存器（可计算2的14次方 16384），对输入值进行hash，利用前导0的数量进行估计基数，使用调和平均数提高准确性，标准误差0.81%
特性：用于基数估计，用极小的且固定的内存空间（约12kb）统计海量数据，结果有一定误差。

Redis 数据类型详解

通用对象模型

数据类型

string

Hash

List

Set

Sorted Set

BitMap

HyperLogLog

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