Redis7 底层数据结构解析

目录

• 一、整体理解 Redis 底层数据结构
  • 样的？不过，
  • Redis 常见数据类型的底层数据结构
• 二、String 数据结构详解

  

  • string 类型对应的 int / embstr / raw 有什么区别？
  • string 底层数据结构
• 三、HASH 类型数据结构详解
  • hash 数据怎么存储的
  • hash 底层数据结构详解
  • hash 底层数据结构
• 四、List 类型数据结构详解
  • list 数据怎么存储的
  • list 底层数据结构详解
  • quicklist 简介
  • list 底层数据结构
• 五、SET 类型数据结构详解
  • set 数据怎么存储的
  • set 底层数据结构详解
• 六、ZSET 类型数据结构详解
  • zset 数据怎么存储的
  • zset 底层数据结构详解
  • zset 底层数据结构
  • 七、Redis

  前言

  一、整体理解 Redis 底层数据结构

  样的？

  在业务代码里我们只看到 string、hash、list、set、zset 等抽象类型，但实际每个键对应的是一个统一的 redisObject 其内部用 .encoding  字段标识真实存储方式。不过，

  
  .:> OBJECT ENCODING k1 "embstr"
  .:> OBJECT ENCODING k2 "int"
  .:> OBJECT ENCODING k3 "raw"
  ...

  User Pain Point： 很多开发者不知道怎样快速定位键的真实编码。导致调优时只能盲目猜测，

  #define OBJ_ENCODING_*

  OBJ\_ENCODING\_EMBSTR

  #define 常量名	C 语言注释说明
  OBJ_ENCODING_RAW
  OBJ_ENCODING_INT
  OBJ_ENCODING_HT
  OBJ_ENCODING_ZIPMAP
  OBJ_ENCODING_LINKEDLIST
  OBJ_ENCODING_ZIPLIST
  OBJ_ENCODING_INTSET
  OBJ_ENCODING_SKIPLIST
  Embedded SDS string encoding ... --- TIPS： ZIPLIST 已在 Redis7 中被 ListPack 完全取代。只保留兼容代码，不再用于生产环境。 Redis 常见数据类型的底层数据结构 Redis 版本 string set zset list hash   Redis 6 SDS intset + hashtable skiplist + ziplist quicklist + ziplist hashtable + ziplist SDS intset + hashtable skiplist + ziplist quicklist + ziplis t hashtable + ziplis t Redis 7 SDS intset + listpack hashtable skiplist + listpack quickl ist + listpack hashtable + listpack User Pain Point： 升级到 Redis7 后仍然看到 ZIPLIST 配置项，导致误以为它仍然活跃。实际已被 ListPack 替代，仅作兼容保留。 二、String 数据结构详解 The value 的具体形态决定三种编码之一： int: 当字符串能完整转为 long 整型时使用整数直接存放，省去额外指针和 SDS 开销。 embstr: 小于 44 字节的短字符串采用嵌入式 SDS。即对象体后紧跟一个 SDS 缓冲区，实现单块连续内存分配，提高缓存命中率。 raw: 超过阈值的长字符串使用普通 SDS。对象与字符串分离，以便支持后续扩容或追加操作。 User Pain Point： 很多同学误以为所有字符串都是 embstr。实际大于阈值后会自动切换成 raw，导致内存使用激增却不易察觉。 string 类型对应的 int / embstr / raw 有什么区别？ ① int 类型 内部直接保存 long 值，无需额外堆分配；小于 10000 的整数还会使用共享对象，进一步降低内存碎片。 对比 raw/embstr。它不涉及 SDS 长度字段，仅占用 redisObject 本身大小。 ② embstr 类型 将 SDS 与 redisObject 合并为同一块内存，读取时只需一次指针跳转。老实说， 适用于短字符。因为一次 malloc 可同时完成 object 与字符缓冲区，减少程序调用开销。 当执行 APPEND 等修改导致长度超出阈值时会重新创建 raw 对象并放弃原有 embstr。 ③ raw 类型 普通 SDS 实现：对象指针指向独立分配的字符缓冲区，可随意扩容或收缩。 适合大文本、JSON 或二进制 payload；内部维护 len/alloc/free 空间信息，避免频繁 realloc 时产生碎片。 string 底层数据结构 / tr> 编码类型 条件 特点<\/tr> int 能转换为 long 且 |value| ≤ LONG_MAX ptr 保存整数本身，无额外堆内存；不过，小整数复用共享对象。 embstr 字符串长度 ≤ EMBSTR_MAX 对象+SDS 连续布局，提高缓存局部性；创建一次 malloc， raw 长度> EMBSTR_MAX 独立 SDS 分配，可自由扩容；适用于大文本，话说回来，<\/tbody> 三、HASH 类型数据结构详解 hash 数据怎么存储的? User Pain Point： 默认阈值太高或太低都会导致性能瓶颈：阈值过低频繁升级到 hashtable 增加内存消耗； 话说回来，阈值过高则让 ListPack 承担大量元素。 引发遍历慢的问题， .:> HSET user:id 123 .:> TYPE user hash .:> OBJECT ENCODING user “listpack” .:> CONFIG SET hash-max-listpack-entries 64 .:> CONFIG SET hash-max-listpack-value 64 .:> .:> HSET user:name aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa .:> .:> OBJECT ENCODING user “hashtable” <\/pre> hash 底层数据结构详解 /Hash 表示方式<\/strong> * 当元素数量 <  hash‑max‑listpack‑entries && 每个 value 长度 <  hash‑max‑listpack‑value → 使用 **ListPack**。* 超出任意阈值 → **Hashtable**升级，不再降级。     * ListPack 存储格式类似 ZipList。但把前向长度改为“自身长度”，彻底消除连锁更新问题。按理说，* Hashtable 则采用传统哈希桶+链表/红黑树实现。高效 O 查找，说起来， <\/ul> ' \* ListPack 优势\*\ • 连续内存提高 CPU 缓存命中率\ • 编码紧凑。仅占用最少字节\ • 插入/删除在同一节点内部不牵涉前置节点长度更新\ • 在小 hash 场景下省去 dictEntry 指针开销\ \* Hashtable 优势\*\ • 大规模 key/value 时 O 查找\ • 支持惰性删除与重哈希\ • 不受单节点大小限制\ <\/ td> ' **升级机制**\ if convertToHashtable;说起来，\ **不可降级** – 为了保证已有指针安全。一旦升级为 Hashtable，就不会 回退至 ListPack。\ <\/ td> hash 底层数据结构 ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​​ 四、List 类型データ構造詳述 List データはどのように保存されるか？老实说， List データは QuickList と ListPack の組み合わせで保存されます。 QuickList の概要 csharp scss