redis数据类型的底层数据结构（redis五种数据结构底层实现）

# Redis 数据类型的底层数据结构## 简介Redis（Remote Dictionary Server）是一种高性能的键值存储系统，广泛应用于缓存、消息队列和实时分析等领域。Redis 支持多种数据类型，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。每种数据类型都有其特定的应用场景，并且在底层使用了不同的数据结构来实现高效的操作和内存管理。本文将详细介绍 Redis 中各种数据类型及其对应的底层数据结构。---## 1. 字符串 (String)### 1.1 底层数据结构Redis 的字符串类型是最基础的数据类型，它可以存储字符串、整数或浮点数。在底层，Redis 使用

简单动态字符串 (SDS)

来实现字符串类型。#### SDS 结构 ```c struct sdshdr {int len; // 当前字符串的长度int free; // 后续未使用的字节数char buf[]; // 实际存储的字符数组 }; ```-

len

：记录当前字符串的实际长度。 -

free

：表示 buf 数组中尚未被占用的剩余空间大小。 -

buf

：实际存储字符串数据的字节数组。#### 特点 - SDS 是二进制安全的，支持任意二进制数据。 - SDS 的空间预分配机制可以减少频繁扩容带来的性能开销。 - SDS 支持追加操作，追加时会自动扩展容量。---## 2. 哈希 (Hash)### 2.1 底层数据结构Redis 的哈希类型类似于传统数据库中的键值对集合，但它可以存储多个字段和值。在底层，Redis 使用一种称为

字典 (Dictionary)

的数据结构来实现哈希。#### 字典结构 Redis 的字典基于哈希表实现，每个字典包含以下两个主要部分： -

哈希表数组

：一个数组，其中每个元素指向一个哈希槽。 -

哈希槽

：每个哈希槽是一个链表，用于处理哈希冲突。#### 哈希表的特点 - Redis 使用开放寻址法解决哈希冲突。 - Redis 的哈希表支持动态扩展，当负载因子超过一定阈值时会自动扩容。---## 3. 列表 (List)### 3.1 底层数据结构Redis 的列表类型允许用户在两端插入和删除元素，类似于链表或双向队列。Redis 使用

压缩列表 (ziplist)

或

双端链表 (linkedlist)

来实现列表。#### 压缩列表 压缩列表适合存储少量元素且元素较短的情况，它通过紧凑存储的方式减少内存消耗。#### 双端链表 当列表元素较多或元素较长时，Redis 会切换为双端链表实现。双端链表支持高效的插入和删除操作。---## 4. 集合 (Set)### 4.1 底层数据结构Redis 的集合类型存储无序且唯一的元素。为了实现高效的操作，Redis 使用

哈希表

来存储集合中的元素。#### 哈希表的特点 - 每个集合对应一个哈希表。 - 哈希表的键是集合中的元素，值是一个固定值（通常为 NULL）。 - 哈希表支持快速查找、插入和删除操作。---## 5. 有序集合 (Sorted Set)### 5.1 底层数据结构Redis 的有序集合类型存储带分数排名的元素。Redis 使用两种数据结构结合实现有序集合： -

跳跃表 (Skip List)

-

哈希表

#### 跳跃表的特点 - 跳跃表是一种支持快速查找、插入和删除操作的数据结构。 - 跳跃表允许 Redis 快速定位元素并维护有序性。#### 哈希表的特点 - 哈希表用于快速查找集合中的元素。 - 哈希表的键是集合中的元素，值是对应的分数。---## 总结Redis 的各种数据类型在底层使用了不同的数据结构，这些数据结构的选择充分考虑了性能和内存效率的需求。通过灵活的数据结构组合，Redis 能够在不同场景下提供高效的键值存储解决方案。理解这些底层数据结构有助于更好地优化 Redis 的使用，提升系统的整体性能。

Redis 数据类型的底层数据结构

简介Redis（Remote Dictionary Server）是一种高性能的键值存储系统，广泛应用于缓存、消息队列和实时分析等领域。Redis 支持多种数据类型，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。每种数据类型都有其特定的应用场景，并且在底层使用了不同的数据结构来实现高效的操作和内存管理。本文将详细介绍 Redis 中各种数据类型及其对应的底层数据结构。---

1. 字符串 (String)

1.1 底层数据结构Redis 的字符串类型是最基础的数据类型，它可以存储字符串、整数或浮点数。在底层，Redis 使用 **简单动态字符串 (SDS)** 来实现字符串类型。

SDS 结构 ```c struct sdshdr {int len; // 当前字符串的长度int free; // 后续未使用的字节数char buf[]; // 实际存储的字符数组 }; ```- **len**：记录当前字符串的实际长度。 - **free**：表示 buf 数组中尚未被占用的剩余空间大小。 - **buf**：实际存储字符串数据的字节数组。

特点 - SDS 是二进制安全的，支持任意二进制数据。 - SDS 的空间预分配机制可以减少频繁扩容带来的性能开销。 - SDS 支持追加操作，追加时会自动扩展容量。---

2. 哈希 (Hash)

2.1 底层数据结构Redis 的哈希类型类似于传统数据库中的键值对集合，但它可以存储多个字段和值。在底层，Redis 使用一种称为 **字典 (Dictionary)** 的数据结构来实现哈希。

字典结构 Redis 的字典基于哈希表实现，每个字典包含以下两个主要部分： - **哈希表数组**：一个数组，其中每个元素指向一个哈希槽。 - **哈希槽**：每个哈希槽是一个链表，用于处理哈希冲突。

哈希表的特点 - Redis 使用开放寻址法解决哈希冲突。 - Redis 的哈希表支持动态扩展，当负载因子超过一定阈值时会自动扩容。---

3. 列表 (List)

3.1 底层数据结构Redis 的列表类型允许用户在两端插入和删除元素，类似于链表或双向队列。Redis 使用 **压缩列表 (ziplist)** 或 **双端链表 (linkedlist)** 来实现列表。

压缩列表 压缩列表适合存储少量元素且元素较短的情况，它通过紧凑存储的方式减少内存消耗。

双端链表 当列表元素较多或元素较长时，Redis 会切换为双端链表实现。双端链表支持高效的插入和删除操作。---

4. 集合 (Set)

4.1 底层数据结构Redis 的集合类型存储无序且唯一的元素。为了实现高效的操作，Redis 使用 **哈希表** 来存储集合中的元素。

哈希表的特点 - 每个集合对应一个哈希表。 - 哈希表的键是集合中的元素，值是一个固定值（通常为 NULL）。 - 哈希表支持快速查找、插入和删除操作。---

5. 有序集合 (Sorted Set)

5.1 底层数据结构Redis 的有序集合类型存储带分数排名的元素。Redis 使用两种数据结构结合实现有序集合： - **跳跃表 (Skip List)** - **哈希表**

跳跃表的特点 - 跳跃表是一种支持快速查找、插入和删除操作的数据结构。 - 跳跃表允许 Redis 快速定位元素并维护有序性。

哈希表的特点 - 哈希表用于快速查找集合中的元素。 - 哈希表的键是集合中的元素，值是对应的分数。---

总结Redis 的各种数据类型在底层使用了不同的数据结构，这些数据结构的选择充分考虑了性能和内存效率的需求。通过灵活的数据结构组合，Redis 能够在不同场景下提供高效的键值存储解决方案。理解这些底层数据结构有助于更好地优化 Redis 的使用，提升系统的整体性能。