Redis 常见数据结构（string、list、set、zset 等）及底层实现?

## 1. String（字符串） * **存储内容**：二进制安全，既能存文本也能存序列化后的对象，最大 512MB。 * **底层实现**： * **SDS（Simple Dynamic String）** 动态字符串结构： * 包含 `len`（长度）、`alloc`（已分配空间）、`buf[]`（实际数据） * 预分配机制，减少内存重分配 * 二进制安全，不依赖 `\0` 结尾 * **适用场景**： * 缓存对象、计数器、分布式锁 * **常用命令**： ```shell SET key value GET key INCR key ``` ## 2. List（列表） * **存储内容**：按插入顺序排序，可重复，支持头尾插入和范围查询。 * **底层实现**： * 早期：**ziplist（压缩列表）**（元素少且短时） * 元素多时：**linkedlist（双向链表）** * Redis 3.2+：统一为 **quicklist**（多个 ziplist 节点组成的双向链表） * 节省内存（ziplist 压缩）+ 快速插入（链表特性） * **适用场景**： * 消息队列、任务列表、时间轴 * **常用命令**： ```shell LPUSH key value RPUSH key value LPOP key ``` ## 3. Hash（哈希） * **存储内容**：键值对集合，类似 `Map<String, String>`。 * **底层实现**： * **ziplist（压缩列表）**：字段少且短 * **hashtable（哈希表）**：字段多时 * **适用场景**： * 存储对象属性（用户信息、配置项） * **常用命令**： ```shell HSET user:1 name Tom HGET user:1 name HGETALL user:1 ``` ## 4. Set（集合） * **存储内容**：无序、唯一的元素。 * **底层实现**： * **intset（整数集合）**：全是整数且元素少 * **hashtable**：存储更多或非整数元素 * **适用场景**： * 去重、交集/并集计算 * **常用命令**： ```shell SADD key value SMEMBERS key SINTER key1 key2 ``` ## 5. ZSet（有序集合） * **存储内容**：每个元素关联一个分数（score），按分数排序，分数可重复但元素唯一。 * **底层实现**： * **ziplist**：数据量小 * **skiplist（跳表）+ dict（哈希表）**： * 哈希表：O(1) 查找元素 * 跳表：O(logN) 按 score 范围查找 * 跳表支持范围扫描、排名操作，比红黑树实现更简单且性能可控 * **适用场景**： * 排行榜、延时任务 * **常用命令**： ```shell ZADD key score member ZRANGE key 0 10 WITHSCORES ZREVRANK key member ``` ## 6. 其他特殊结构 ### (1) Bitmap（位图） * 基于 String 按位存储，适合状态标记、签到记录。 * 底层是二进制操作，没有独立结构。 ### (2) HyperLogLog * 基于概率算法的基数统计，误差 0.81%，内存恒定 12KB。 * 适合 UV 统计。 ### (3) GEO * 基于 ZSet 实现（score 存 geohash），支持地理位置存储和范围查询。 ## 7. 底层编码选择逻辑 * Redis 会根据 **数据量大小** 和 **元素特性** 在不同编码间自动切换： * ziplist → linkedlist / hashtable / skiplist * intset → hashtable * 可以用命令查看： ```shell OBJECT ENCODING key ```