String

String是Redis中最常见的数据存储类型:

  1. 其基本编码方式是RAW,基于简单动态字符串 (SDS)实现,存储上限为512mb。

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_redis如何实体化数据库

需要申请两次内存

  1. 如果存储的SDS长度小于44字节,则会采用EMBSTR编码,此时obiect head与SDS是一段连续空间。申请内存时只需要调用一次内存分配函数,效率更高

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_List_02

44字节的数据 此时object 总字节数为64字节 ,这是一个分片,和redis的内存分配机制有关

  1. 如果存储的字符串是整数值,并且大小在LONG MAX范围内,则会采用INT编码:直接将数据保存在Redisobject的ptr指针位置(刚好8字节),不再需要SDS了

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_中间件_03

List

Redis的List结构类似一个双端链表,可以从首、尾操作列表中的元素

  1. 在3.2版本之前,Redis采用ZipList和LinkedList来实现List,当元素数量小于512并且元素大小小于64字节时采用ZipList编码,超过则采用LinkedList编码
  2. 在3.2版本之后,Redis统一采用QuickList来实现List

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_字符串_04

Set

Set是Redis中的单列集合,满足下列特点

  1. 不保证有序性
  2. 保证元素唯一(可以判断元素是否存在)
  3. 求交集、并集、差集

为了查询效率和唯一性,set采用HT编码 (Dict)。Dict中的key用来存储元素,value统一为null

当存储的所有数据都是整数,并且元素数量不超过set-max-intset-entries时,Set会采用IntSet编码,以节省内存

ZSet

ZSet也就是SortedSet,其中每一个元素都需要指定一个score值和member值

  1. 可以根据score值排序后
  2. member必须唯一
  3. 可以根据member查询分数

ZSet 使用了 skipList,和 HT (Dict)

  1. skipList:可以排序,并且可以同时存储score和ele值 (member)
  2. HT (Dict):可以键值存储,并且可以根据key找value

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_中间件_05

当元素数量不多时,HT和SkipList的优势不明显,而且更耗内存。因此zset还会采用ZipList结构来节省内存,不过需要同时满足两个条件:

  1. 元素数量小于zset max ziplist entries,默认值128
  2. 每个元素都小于zset max ziplist value字节,默认值64

Hash

Hash结构与Redis中的Zset非常类似:

  1. 都是键值存储
  2. 都需求根据键获取值
  3. 键必须唯一

因此,Hash底层采用的编码与Zset也基本一致,只需要把排序有关的SkipList去掉即可:

  1. Hash结构默认采用ZipList编码,用以节省内存。ZipList中相邻的两个entry 分别保存field和value

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_字符串_06

  1. 当数据量较大时,Hash结构会转为HT编码,也就是Dict,触发条件有两个
  • ZipList中的元素数量超过了hash-max-ziplist-entries (默认512)
  • ZipList中的任意entry大小超过了hash-max-ziplist-value(默认64字节)

redis如何实体化数据库 redis数据类型实现_redis如何实体化数据库_07