摘要

Redis是一款開源的高性能key-value數(shù)據(jù)庫，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)景。在Redis中，數(shù)據(jù)類型（type）和編碼（encoding） 是非常重要的概念。本篇博客將詳細(xì)介紹Redis支持的數(shù)據(jù)類型以及相應(yīng)的編碼方式和底層實(shí)現(xiàn)原理。

要查看Redis某個(gè)key的內(nèi)部編碼，可以使用Redis命令OBJECT ENCODING key。其中，key是你想要查詢的鍵名。例如，如果你想要查詢名為mykey的鍵的內(nèi)部編碼，可以執(zhí)行以下命令：

127.0.0.1:6379> object encoding mykey  // 查看某個(gè)Redis鍵值的編碼

redisObject

在 Redis 中，redisObject 是 Redis 中最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。redisObject 用于表示 Redis 中的鍵值對(duì)中的值，它可以是字符串、整數(shù)、列表、哈希表等任意一種 Redis 數(shù)據(jù)類型。

redisObject 的定義如下：

typedef struct redisObject {
    // 類型
    unsigned type:4;

    // 編碼方式
    unsigned encoding:4;

    // 引用計(jì)數(shù)
    int refcount;

    // 指向?qū)嶋H值的指針
    void *ptr;

} robj;

• type：表示 redisObject 的類型。
• encoding：表示 redisObject 的編碼方式。
• refcount：表示當(dāng)前 redisObject 被引用的次數(shù)。
• ptr： ptr字段則是一個(gè)指針，指向?qū)嶋H的 Redis 對(duì)象。

Redis源碼encoding取值有如下幾種：

#define OBJ_ENCODING_RAW 0        /* Raw representation */
#define OBJ_ENCODING_INT 1        /* Encoded as integer */
#define OBJ_ENCODING_HT 2         /* Encoded as hash table */
#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3     /* Encoded as zipmap */
#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* No longer used: old list encoding. */
#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5    /* Encoded as ziplist */
#define OBJ_ENCODING_INTSET 6     /* Encoded as intset */
#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7   /* Encoded as skiplist */
#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8     /* Embedded sds string encoding */
#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9  /* Encoded as linked list of ziplists */

類型與編碼介紹

Redis支持五種主要的數(shù)據(jù)類型：字符串(string)、列表(list)、集合(set)、有序集合(sorted set)和哈希(hash)。每種數(shù)據(jù)類型都有對(duì)應(yīng)的編碼方式。

數(shù)據(jù)類型與編碼方式總覽如下：

字符串

字符串是Redis中最基本的數(shù)據(jù)類型，通常用于存儲(chǔ)文本或二進(jìn)制數(shù)據(jù)。Redis支持兩種編碼方式：

• int：當(dāng)字符串可以表示為整數(shù)時(shí)，Redis會(huì)將其轉(zhuǎn)換為整數(shù)，并采用int編碼方式存儲(chǔ)。int編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)空間小，操作效率高。缺點(diǎn)是只能存儲(chǔ)整數(shù)，不支持字符串操作。
• embstr(embstr-encoded string)：保存長(zhǎng)度小于44字節(jié)的字符串，當(dāng)一個(gè)字符串比較短，采用此編碼方式存儲(chǔ)，可以減少內(nèi)存占用。
• raw(raw-encoded string)：保存長(zhǎng)度大于44字節(jié)的字符串，當(dāng)一個(gè)字符串比較長(zhǎng)時(shí)，采用此編碼方式存儲(chǔ)。

列表

列表是一系列有序的字符串集合，可以添加、修改和刪除元素。Redis支持三種編碼方式：

• ziplist：在Redis3.2版本之前，當(dāng)List列表中每個(gè)字符串的長(zhǎng)度都小于64字節(jié)并且List列表中元素?cái)?shù)量小于512個(gè)時(shí)，List對(duì)象使用ziplist編碼，其他情況使用linkedlist編碼。ziplist是一種緊湊的、壓縮的列表結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省內(nèi)存。適用于小型列表。
• linkedlist：linkedlist是一種鏈表結(jié)構(gòu)，支持任意大小的列表。但其內(nèi)存占用會(huì)隨著列表長(zhǎng)度的增加而增加。
• quicklist：Redis 3.2版本引入，quicklist是一種由多個(gè)ziplist組成的列表結(jié)構(gòu)，既能保證性能，又能節(jié)省內(nèi)存。適用于大型列表。

集合

集合是一系列無序的字符串集合，支持添加、刪除和查詢?cè)?。Redis支持兩種編碼方式：

• intset：當(dāng)集合中的元素都是整數(shù)時(shí)，Redis會(huì)采用intset編碼方式存儲(chǔ)。intset編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)空間小，操作效率高。
• hashtable：當(dāng)集合中的元素包含字符串時(shí)，Redis會(huì)采用hashtable編碼方式存儲(chǔ)。hashtable編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是可以存儲(chǔ)任意類型的元素，支持字符串操作。缺點(diǎn)是存儲(chǔ)空間相對(duì)較大，操作效率相對(duì)較低。

有序集合

有序集合是一系列無序的字符串集合，每個(gè)元素關(guān)聯(lián)一個(gè)分?jǐn)?shù)，可以根據(jù)分?jǐn)?shù)排序。Redis支持兩種編碼方式：

• ziplist：保存的元素少于128個(gè)并且所有元素大小都小于64字節(jié)使用ziplist編碼，ziplist是一種緊湊的、壓縮的列表結(jié)構(gòu)，適用于小型有序集合。
• skiplist：skiplist是一種跳躍表結(jié)構(gòu)，支持快速查詢和排序。適用于大型有序集合。

哈希表

哈希表是一系列鍵值對(duì)集合，每個(gè)鍵關(guān)聯(lián)一個(gè)值。Redis支持兩種編碼方式：

• ziplist：哈希對(duì)象保存的所有鍵值的字符串長(zhǎng)度小于64字節(jié)并且鍵值對(duì)數(shù)量小于512個(gè)，Redis會(huì)采用ziplist編碼方式存儲(chǔ)。ziplist編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)空間小，操作效率高。缺點(diǎn)是不支持快速的鍵查找操作。
• hashtable：除上述條件之外，Redis會(huì)采用hashtable編碼方式存儲(chǔ)。hashtable編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是支持快速的鍵查找操作。缺點(diǎn)是存儲(chǔ)空間相對(duì)較大，操作效率相對(duì)較低。

類型與編碼底層原理

了解Redis支持的數(shù)據(jù)類型和編碼方式后，我們來看一下它們的底層實(shí)現(xiàn)原理。

編碼轉(zhuǎn)換

Redis中的每個(gè)鍵值對(duì)都有一個(gè)類型標(biāo)識(shí)，表示該鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)類型。當(dāng)我們對(duì)一個(gè)鍵進(jìn)行操作時(shí)，Redis會(huì)根據(jù)該鍵當(dāng)前的編碼方式以及操作所需的編碼方式，對(duì)鍵值對(duì)進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換。

例如，當(dāng)我們向一個(gè)字符串中追加內(nèi)容時(shí)，如果該字符串當(dāng)前的編碼方式為raw，但是新的內(nèi)容可以使用embstr編碼方式存儲(chǔ)，那么Redis會(huì)將該字符串的編碼方式從raw轉(zhuǎn)換為embstr。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

除了編碼方式外，Redis還使用了許多經(jīng)典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)類型。例如，Redis的列表和哈希表都是采用鏈表結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。而有序集合則采用了跳躍表(Skip List)這種高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都經(jīng)過了精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以滿足各種場(chǎng)景下的應(yīng)用需求。例如，鏈表結(jié)構(gòu)適合頻繁地添加和刪除元素，而跳躍表結(jié)構(gòu)則適合排序和查找。

總結(jié)

本篇博客介紹了Redis支持的五種主要數(shù)據(jù)類型以及相應(yīng)的編碼方式。Redis的數(shù)據(jù)類型和編碼方式是為了在不同的場(chǎng)景下達(dá)到最佳的性能和內(nèi)存占用。在使用Redis時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的數(shù)據(jù)類型和編碼方式，以達(dá)到最佳的效果。同時(shí)，需要注意不同數(shù)據(jù)類型和編碼方式的優(yōu)缺點(diǎn)，以便在實(shí)際使用中做出合理的選擇。

以上就是Redis類型type與編碼encoding原理及使用示例詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis類型編碼原理的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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