Redis支持五种对象类型，而每种结构都有至少两种编码；
这样做的好处在于：
一方面接口与实现分离，当需要增加或改变内部编码时，用户使用不受影响;
另一方面可以根据不同的应用场景切换内部编码，提高效率。
Redis各种对象类型支持的内部编码如下图所示(只列出重点的)：
1.字符串（SDS）
（1）概况
字符串是最基础的类型，因为所有的键都是字符串类型，且字符串之外的其他几种复杂类型元素也是字符串
字符串长度不超过512MB。
（2）内部编码
字符串类型的内部编码有3种，他们应用场景如下：
- int：8个字节的长整型。字符串值是整型时，这个值使用long整型表示。
- embstr：<=44字节的字符串。embstr与raw都使用redisObject和sds保存数据，区别在于，embstr的使用只分配一次内存空间（因此redisObject和sds是连续的），而raw需要分配两次内存空间（分别为redisObject和sds分配空间）。因此与raw相比，embstr的好处在于创建时少分配一次空间，删除时少释放一次空间，以及对象的所有数据连在一起，寻找方便。而embstr的坏处也很明显，如果字符串的长度增加需要重新分配内存时，整个redisObject和sds都需要重新分配空间，因此redis中的embstr实现为只读。
- raw：大于44个字节的字符串
3.2之后 embstr和raw进行区分的长度，是44；是因为redisObject的长度是16字节，sds的长度是4+字符串长度；因此当字符串长度是44时，embstr的长度正好是16+4+44 =64，jemalloc正好
可以分配64字节的内存单元。
2.列表
（1）概况
列表（list）用来存储多个有序的字符串，每个字符串称为元素；
一个列表可以存储2^32-1个元素。
Redis中的列表支持两端插入和弹出，并可以获得指定位置（或范围）的元素，可以充当数组、队列、栈等。
linkedList
（2）内部编码
Redis3.0之前列表的内部编码可以是压缩列表（ziplist）或双端链表（linkedlist）。选择的折中方案是两种数据类型的转换，但是在3.2版本之后 因为转换也是个费时且复杂的操作，引入了一种新的数据格式，结合了双向列表linkedlist和ziplist的特点，称之为quicklist。所有的节点都用quicklist存储，省去了到临界条件是的格式转换。
（3）压缩列表
压缩列表（ziplist）是列表键和哈希键的底层实现之一。当一个列表只包含少量列表项时，并且每个列表项时小整数值或短字符串，那么Redis会使用压缩列表来做该列表的底层实现。
压缩列表（ziplist）是Redis为了节省内存而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型数据结构，一个压缩列表可以包含任意多个节点（entry），每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值，放到一个连续内存区。
- previous_entry_ength： 记录压缩列表前一个字节的长度。
- encoding：节点的encoding保存的是节点的content的内容类型
- content：content区域用于保存节点的内容，节点内容类型和长度由encoding决定。
（4）双向链表
双向链表（linkedlist）：由一个list结构和多个listNode结构组成；
典型结构图如下：
通过图中可以看出，双端链表同时保存了表头指针和表尾指针，并且每个节点都有指向前和指向后的指针；链表中保存了列表的长度；dup、free和match为节点值设置类型特定函数，所以链表可以用于保存各种不同类型的值。而链表中每个节点指向的是type为字符串的redisObject。
（5）快速列表
简单的说，我们仍旧可以将其看作一个双向列表，但是列表的每个节点都是一个ziplist，其实就是linkedlist和ziplist的结合，quicklist中每个节点ziplist都能存储多个数据元素。
Redis3.2开始，列表采用quicklist进行编码。
//32byte 的空间
typedef struct quicklist{
//指向quicklist的头部
quicklistNode *head;
//指向quicklist的尾部
quicklistNode *tail;
//列表所有数据项的个数总和
unsigned long count;
// quicklist节点的个数，即ziplist的个数
unsigned int len;
// ziplist大小限定，由list-max-ziplist-size给定
// 表示不用整个int存储fill，而是只用了其中的16位来存储
int fill : 16;
// 节点压缩深度设置，由list-compress-depth给定
unsigned int compress : 16;
} quicklist;
typedef struct quicklistNode {
struct quicklistNode *prev; // 指向上一个ziplist节点
struct quicklistNode *next; // 指向下一个ziplist节点
unsigned char *zl; // 数据指针，如果没有被压缩，就指向ziplist结构， 反之指向quicklistLZF结构
unsigned int sz; // 表示指向ziplist结构的总长度(内存占用长度)
unsigned int count : 16; // 表示ziplist中的数据项个数
unsigned int encoding : 2; // 编码方式，1--ziplist，2--quicklistLZF
unsigned int container : 2; // 预留字段，存放数据的方式，1--NONE，2-- ziplist
unsigned int recompress : 1; // 解压标记，当查看一个被压缩的数据时，需要暂时解 压，标记此参数为1，之后再重新进行压缩
unsigned int attempted_compress : 1; // 测试相关
unsigned int extra : 10; // 扩展字段，暂时没用
} quicklistNode;
3.哈希
（1）概况
哈希（作为一种数据结构），不仅是redis对外提供的5种对象类型的一种（与字符串、列表、集合、有序列结合并列），也是Redis作为Key-Value数据库所使用的数据结构。为了说明的方便，后面使用“内层的哈希”时，代表的是redis对外提供的5种对象类型的一种；使用“外层的哈希”代指Redis作为key-value数据库所使用的数据结构。
（2）内部编码
内层的哈希使用的内部编码可以是压缩列表（ziplist）和哈希表（hashtable）两种；redis的外层的哈希则只使用了hashtable。
压缩列表前面已介绍。与哈希表相比，压缩列表用于元素个数少、元素长度小的场景；其优势在于集中存储，节省时间；同时，虽然对于元素的操作复杂度也由O（1）变为了O（n），但由于哈希种元素数量较少，因此操作时间并没有明显劣势。
hashtable：一个hashtable由1个dict结构、2个dict结构、1个dictEntry指针数组（称为bucket）和多个dictEntry结构组成。
正常情况下（即hashtable没有进行rahash时）各部分关系如下图所示：
dict
一般来说，通过使用dicth和dictEntry结构，便可以实现普通哈希表的功能；但是Redis的实现种，在dictht结构的上层，还有一个dict结构。下面说明dict结构的定义及作用。
dict结构如下：
typedef struct dict{
dictType *type; // type里面主要记录了一系列的函数,可以说是规定了一系列的接口
void *privdata; // privdata保存了需要传递给那些类型特定函数的可选参数
//两张哈希表
dictht ht[2];//便于渐进式rehash
int trehashidx; //rehash 索引，并没有rehash时，值为 -1
//目前正在运行的安全迭代器的数量
int iterators;
} dict;typedef struct dict{
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
int trehashidx; //rehash int
iterators;
} dict;其中，type属性和privdata属性是为了适应不同类型的键值对，用于创建多态字典。
ht属性和trehashidx属性则用于rehash，即当哈希表需要扩展或收缩时使用。ht是一个包含两个项的数组，每项都指向一个dictht结构，这也是Redis的hash会有一个dict、2个dictht结构的原因。通常情况下，所有的数据都是存放在dict的ht[0]中，ht[1]只在rehash的时候使用。dict进行rehash操作的时候，将ht[0]中的所有数据rehash到ht1[1]中。然后将ht[1]赋值给ht[0]，并清空ht[1]。
因此，Redis中的哈希之所以在dicth和dictEntry结构之外还有一个dict结构，一方面是为了适应不同类型的键值对，另一方面是为了rehash。
于567 余568 浴
解放冲突 开放地址法
链地址法
dictht
dictht结构如下：
typedef struct dictht{
//哈希表数组，每个元素都是一条链表
dictEntry **table;
//哈希表大小
unsigned long size;
// 哈希表大小掩码，用于计算索引值
// 总是等于 size - 1
unsigned long sizemask;
// 该哈希表已有节点的数量
unsigned long used;
}dictht;其中，各个属性的功能说明如下：
- table属性是一个指针，指向bucket；
- size属性记录了哈希表的大小，即bucket；
- used记录了已使用dictEntry的数量；
- sizemask属性的值总是为size-1，这个属性和哈希值一起决定一个键在table中存储的位置。
bucket
dictEntry结构用于保存键值对，结构定义如下：
// 键
typedef struct dictEntry{
void *key;
union{ //值v的类型可以是以下三种类型
void *val;
uint64_tu64;
int64_ts64;
}v;
// 指向下个哈希表节点，形成链表
struct dictEntry *next;
}dictEntry;其中，各个属性的功能如下：
- key：键值对中的键
- val：键值对中的值，使用union（即共用体）实现，存储的内容即可能是一个指向值的指针，也可能时64位整型，或无字符号64位整型；
- next：指向下一个dictEntry，用于解决哈希冲突问题
在64位系统中，一个dictEntry对象占24个字节（key/val/next各占8个字节）
（3）编码转换
如前所述，Redis中内层的哈希即可能使用哈希表，也可能使用压缩列表。
只有同时满足下面两个条件时，才会使用压缩列表：
- 哈希表中元素数量小于512个；
- 哈希表所有键值对的键和值字符串长度都小于64个字节。
下图展示了Redis内层的哈希编码转换的特点：
4.集合（整数集合和哈希表）
（1）概况
集合（set）与列表类似，都是用来保存多个字符串，但集合与列表有两点不同；集合中的元素是无序的，因此不能通过索引来操作元素；集合中的元素不能有重复。
一个集合最多可以存储2^31-1个元素；除了支持常规的增删改查，Redis还支持多个集合取交集、并集、差集。
（2）内部编码
集合的内部编码可以是整数集合（intset）或哈希表（hashtable）。
哈希表前面已经讲过，这里略过不提；需要注意的是，集合在使用哈希表时，值全部被置为null。
整数集合的结构定义如下：
typedef struct intset{
uint32_t encoding; // 编码方式
uint32_t length; // 集合包含的元素数量
int8_t contents[]; // 保存元素的数组
} intset;其中，encoding代表contents中存储内容的类型，虽然contents（存储集合中的元素）是int8_t类型，但实际上其存储的值是int16_t、int32_t或int64_t，具体的类型便是由encoding决定的;length表示元素个数。
整数集合适用于集合所有元素都是整数且集合元素数量较小的时候，与哈希表相比，整数集合的优势在于集中存储，节省空间；同时，虽然对于元素的操作复杂度也由O(1)变为了O(n)，但由于集合数量较少，因此操作的时间并没有明显劣势。
（3）编码转换
只有同时满足下面两个条件，集合才会使用整数集合：
- 集合中元素数量小于512个
- 集合中所有元素都是整数值。
如果有一个条件不满足，则使用哈希表；且编码只可能由整数集合转化为哈希表、反方向则不可能。
下图展示了集合编码转换的特点：
5.有序集合（压缩列表和跳跃表）
（1）概况
有序集合的内部编码可以是压缩列表（ziplist）或跳跃列表（skiplist）。ziplist在列表和哈希表中使用索引下标作为排序依据不同，有序集合为每个元素设置一个分数（score）作为排序依据。
（2）内部编码
有序集合的内部编码可以是压缩列表（ziplist）或跳跃表（skiplist）。ziplist在列表和哈希中都有使用，前面已经讲过，这里略过不提。
跳跃表是一种有序数据结构，通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而达到快速访问节点的目的。除了跳跃表，实现有序数据结构的另一种典型实现是平衡树；大多数情况下，跳跃表的效率可以和平衡树媲美，且跳跃表实现比平衡树简单很多，因此redis中选用跳跃表代替平衡树。跳跃表支持平均O(logN)、最坏O(N)的复杂点进行节点查找，并支持顺序操作。
[Redis的跳跃表实现由zskiplist和zskiplistNode两个结构组成：前者用于保存跳跃表信息（如头结点、尾节点、长度等），后者用于表示跳跃表节点。
只有同时满足下面两个条件时，才会使用压缩列表：有序集合中元素数量小于128个；有序集合中所有成员长度都不足64字节。如果有一个条件不满足，则使用跳跃表；且编码只可能由压缩列表转化为跳跃表，反方向则不可能。
下图展示了有序集合编码转换的特点：
（3）跳跃表
图示
普通单向链表图示：
跳跃表图示：
跳跃表就是特殊的linkedlist
到19普通链表 3-6-7-9-12-17-19
跳跃表 21-9-21-17-21-19
插入
L1层
概率算法
在此还是以上图为例：跳跃表的初试状态如下图所示，表中没有一个元素：
如果我们要插入元素2，首先是在底部插入元素2，如下图：
然后我们抛硬币，结果是反面，那么我们要将2插入到L2层，如下图
继续抛硬币，结果是反面，那么元素2插入操作就停止了，插入后的表结构就是上如所示。接下来，我们插入元素33，跟元素2插入一样，现在L1层插入33，如下图：
然后抛硬币，结果是反面，那么元素33的插入操作就结束了，插入后的表结构就是上图所示。接下来，我们插入元素55，首先在L1插入55，插入后如下图：
然后抛硬币，结果是正面，那么L2层需要插入55，如下图：
继续抛硬币，结果又是正面，那么L3层需要插入55，如下图：
继续抛硬币，结果又是正面，那么要在L4插入55，结果如下图：
继续抛硬币，结果是反面，那么55的插入结束，表结构就如上图所示。
以此类推，我们插入剩余的元素。当然因为规模小，结果可能不是一个理想的跳跃表。但是如果元素个数N的规模很大，学过概率论的同学都知道，最终结构肯定非常接近理想跳跃表（隔一个一跳。）
优化后
随机数1-32
实际插入：
节点层数恰好等于1的概率为1-p(p为1/4)。3/4
每层概率（1/4）^n-1*(1-1/4)
那么节点层数恰好等于32的概率为
，这个值的分子是3，分母是(18,446,744,073,709,551,616)，是千亿亿级的数字，比中彩票的概率还小。
删除
直接删除元素，然后调整一下删除元素的指针即可。跟普通的链表删除操作完全一样。
总结
①、搜索：从最高层的链表节点开始，如果比当前节点要大和比当前层的下一个节点要小，那么则往下找，也就是和当前层的下一层的节点的下一个节点进行比较，以此类推，一直找到最底层的最后一个节点，如果找到则返回，反之则返回空。
②、插入：首先确定插入的层数，有一种方法是假设抛一枚硬币，如果是正面就累加，直到遇见反面为止，最后记录正面的次数作为插入的层数。当确定插入的层数k后，则需要将新元素插入到从底层到k层。
③、删除：在各个层中找到包含指定值的节点，然后将节点从链表中删除即可，如果删除以后只剩下头尾两个节点，则删除这一层。
最开始，使用抛硬币的方式现在第一层插入抛硬币正面就 2层继续抛硬币之道是反面就结束。
跳跃表的完整实现
typedef struct zskiplistNode {
//层
struct zskiplistLevel{
//前进指针 后边的节点
struct zskiplistNode *forward;
//跨度
unsigned int span;
}level[];
//后退指针
struct zskiplistNode *backward;
//分值
double score;
//成员对象
robj *obj;
} zskiplistNode
--链表
typedef struct zskiplist{
//表头节点和表尾节点
structz skiplistNode *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;
