Redis解剖一步一步学习存储结构精髓（redis解剖教程）

Redis解剖：一步一步学习存储结构精髓

Redis是一个快速、高效的内存数据库，它采用键值对的方式存储数据。而Redis的许多特性都可以归结于其独特的存储结构。因此，理解Redis的存储结构是熟练使用这个强大工具的重要前提之一。

本文将带你一步一步学习Redis的存储结构，探究其精髓所在。

1.基本数据结构

Redis支持五种基本数据结构：字符串(string)、列表(list)、集合(set)、有序集合(sorted set)和哈希表(hash)。下面我们来看一下每种数据结构的特点及其在Redis中的应用。

字符串(string)

字符串是Redis中最基本的数据类型，它可以是文本、二进制数据或数字。字符串类型的值最大可以存储512M。

字符串的应用非常广泛，如存储、缓存、计数器等。

# 存储一个字符串值
set key value

# 获取一个字符串值
get key

列表(list)

列表是Redis中的一个序列容器，它可以存储任意类型的元素，每个元素都有一个数字下标。列表类型的值最大可以存储4294967295个元素。

列表的应用非常广泛，如队列、栈、任务列表、消息列表等。

# 在列表末尾添加一个元素
rpush key value

# 在列表头部添加一个元素
lpush key value
# 获取列表中指定范围内的元素
lrange key start end

集合(set)

集合是Redis中的一个无序容器，它可以存储任意类型的元素，每个元素都是唯一的。集合类型的值最大可以存储4294967295个元素。

集合的应用非常广泛，如去重、交集、并集、差集等。

# 向集合中添加元素
sadd key value

# 获取集合中的所有元素
smembers key

有序集合(sorted set)

有序集合是Redis中的一个无序容器，它可以存储任意类型的元素，但每个元素都关联一个分值，根据分值对元素进行排序。有序集合类型的值最大可以存储4294967295个元素。

有序集合的应用非常广泛，如排行榜、排序等。

# 向有序集合中添加元素
zadd key score value

# 获取有序集合中指定范围内的元素
zrange key start end

哈希表(hash)

哈希表是Redis中的一个键值对容器，它可以存储任意类型的键值对。哈希表类型的值最大可以存储4294967295个键值对。

哈希表的应用非常广泛，如存储对象、存储配置信息等。

# 向哈希表中添加一个键值对
hset key field value

# 获取哈希表中指定字段的值
hget key field

2.内部编码

除了基本数据结构外，Redis中的数据还采用了不同的内部编码方式来提高空间利用率和访问效率。

字符串的内部编码

字符串的内部编码分为三种：int、embstr和raw。

– int：当字符串可以被解析成整数时，字符串的值以整数形式存储。

– embstr：当字符串长度小于等于39字节时，字符串的值以embstr编码方式存储，以便于提高访问速度，降低内存消耗。

– raw：当字符串长度大于39字节时，字符串的值以raw编码方式存储。

例如，下面两种方式存储字符串”hello”:

# 存储为整数形式
set key 123

# 存储为embstr形式
set key hello

列表的内部编码

列表的内部编码分为两种：ziplist和linkedlist。

– ziplist：当列表长度小于等于512时，列表的元素以ziplist编码方式存储，以便于提高访问速度，降低内存消耗。

– linkedlist：当列表长度大于512时，列表的元素以linkedlist编码方式存储。

例如，下面两种方式存储一个长度为5的列表:

# 存储为ziplist形式
rpush key a b c d e

# 存储为linkedlist形式
rpush key a
rpush key b
rpush key c
rpush key d
rpush key e

集合的内部编码

集合的内部编码分为两种：intset和hashtable。

– intset：当集合元素全为整数并且元素个数小于等于512时，集合的元素以intset编码方式存储，以便于提高访问速度，降低内存消耗。

– hashtable：当集合元素不全为整数或元素个数大于512时，集合的元素以hashtable编码方式存储。

例如，下面两种方式存储一个包含5个元素的集合：

# 存储为intset形式
sadd key 1 2 3 4 5

# 存储为hashtable形式
sadd key a
sadd key b
sadd key c
sadd key d
sadd key e

有序集合的内部编码

有序集合的内部编码分为两种：ziplist和skiplist。

– ziplist：当有序集合长度小于等于128且所有元素的成员和分值大小均小于等于64字节时，有序集合的元素以ziplist编码方式存储，以便于提高访问速度，降低内存消耗。

– skiplist：当有序集合长度大于128或所有元素的成员和分值的大小有大于64字节时，有序集合的元素以skiplist编码方式存储。

例如，下面两种方式存储一个包含5个元素的有序集合：

# 存储为ziplist形式
zadd key 1 a 2 b 3 c 4 d 5 e

# 存储为skiplist形式
zadd key 1 a
zadd key 2 b
zadd key 3 c
zadd key 4 d
zadd key 5 e

哈希表的内部编码

哈希表的内部编码分为两种：ziplist和hashtable。

– ziplist：当哈希表元素个数小于等于512且每个键和值的大小均小于等于64字节时，哈希表的键值对以ziplist编码方式存储，以便于提高访问速度，降低内存消耗。

– hashtable：当哈希表元素个数大于512或每个键或值的大小均大于64字节时，哈希表的键值对以hashtable编码方式存储。

例如，下面两种方式存储一个包含5个键值对的哈希表：

# 存储为ziplist形式
hset key a 1 b 2 c 3 d 4 e 5

# 存储为hashtable形式
hset key a 1
hset key b 2
hset key c 3
hset key d 4
hset key e 5

3.总结

通过本文的介绍，我们可以看出，Redis的存储结构并不是一成不变的，而是根据具体的场景和类型来选择不同的数据结构和内部编码方式。这种灵活性