Redis類型type與編碼encoding原理及使用方法是什么

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摘要

Redis是一款開源的高性能key-value數據庫，廣泛應用于各種場景。在Redis中，數據類型（type）和編碼（encoding） 是非常重要的概念。本篇博客將詳細介紹Redis支持的數據類型以及相應的編碼方式和底層實現原理。

要查看Redis某個key的內部編碼，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的鍵的內部編碼，可以執行以下命令：

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

redisObject

在 Redis 中，redisObject 是 Redis 中最基本的數據結構之一。redisObject 用于表示 Redis 中的鍵值對中的值，它可以是字符串、整數、列表、哈希表等任意一種 Redis 數據類型。

redisObject 的定義如下：

typedef struct redisObject {

    // 類型
    unsigned type:4;

    // 編碼方式
    unsigned encoding:4;

    // 引用計數
    int refcount;

    // 指向實際值的指針
    void *ptr;

} robj;

• type：表示 redisObject 的類型。

• encoding：表示 redisObject 的編碼方式。

• refcount：表示當前 redisObject 被引用的次數。

• ptr： ptr字段則是一個指針，指向實際的 Redis 對象。

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支持五種主要的數據類型：字符串(string)、列表(list)、集合(set)、有序集合(sorted set)和哈希(hash)。每種數據類型都有對應的編碼方式。

數據類型與編碼方式總覽如下：

字符串

字符串是Redis中最基本的數據類型，通常用于存儲文本或二進制數據。Redis支持兩種編碼方式：

• int：當字符串可以表示為整數時，Redis會將其轉換為整數，并采用int編碼方式存儲。int編碼方式的優點是存儲空間小，操作效率高。缺點是只能存儲整數，不支持字符串操作。

• embstr(embstr-encoded string)：保存長度小于44字節的字符串，當一個字符串比較短，采用此編碼方式存儲，可以減少內存占用。

• raw(raw-encoded string)：保存長度大于44字節的字符串，當一個字符串比較長時，采用此編碼方式存儲。

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List列表中每個字符串的長度都小于64字節并且List列表中元素數量小于512個時，List對象使用ziplist編碼，其他情況使用linkedlist編碼。ziplist是一種緊湊的、壓縮的列表結構，可以節省內存。適用于小型列表。

• linkedlist：linkedlist是一種鏈表結構，支持任意大小的列表。但其內存占用會隨著列表長度的增加而增加。

• quicklist：Redis 3.2版本引入，quicklist是一種由多個ziplist組成的列表結構，既能保證性能，又能節省內存。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、刪除和查詢元素。Redis支持兩種編碼方式：

• intset：當集合中的元素都是整數時，Redis會采用intset編碼方式存儲。intset編碼方式的優點是存儲空間小，操作效率高。

• hashtable：當集合中的元素包含字符串時，Redis會采用hashtable編碼方式存儲。hashtable編碼方式的優點是可以存儲任意類型的元素，支持字符串操作。缺點是存儲空間相對較大，操作效率相對較低。

有序集合

有序集合是一系列無序的字符串集合，每個元素關聯一個分數，可以根據分數排序。Redis支持兩種編碼方式：

• ziplist：保存的元素少于128個并且所有元素大小都小于64字節使用ziplist編碼，ziplist是一種緊湊的、壓縮的列表結構，適用于小型有序集合。

• skiplist：skiplist是一種跳躍表結構，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集合，每個鍵關聯一個值。Redis支持兩種編碼方式：

• ziplist：哈希對象保存的所有鍵值的字符串長度小于64字節并且鍵值對數量小于512個，Redis會采用ziplist編碼方式存儲。ziplist編碼方式的優點是存儲空間小，操作效率高。缺點是不支持快速的鍵查找操作。

• hashtable：除上述條件之外，Redis會采用hashtable編碼方式存儲。hashtable編碼方式的優點是支持快速的鍵查找操作。缺點是存儲空間相對較大，操作效率相對較低。

類型與編碼底層原理

了解Redis支持的數據類型和編碼方式后，我們來看一下它們的底層實現原理。

編碼轉換

Redis中的每個鍵值對都有一個類型標識，表示該鍵值對的數據類型。當我們對一個鍵進行操作時，Redis會根據該鍵當前的編碼方式以及操作所需的編碼方式，對鍵值對進行編碼轉換。

例如，當我們向一個字符串中追加內容時，如果該字符串當前的編碼方式為raw，但是新的內容可以使用embstr編碼方式存儲，那么Redis會將該字符串的編碼方式從raw轉換為embstr。

數據結構

除了編碼方式外，Redis還使用了許多經典的數據結構來實現各種數據類型。例如，Redis的列表和哈希表都是采用鏈表結構實現的。而有序集合則采用了跳躍表(Skip List)這種高效的數據結構。

這些數據結構都經過了精心設計和優化，以滿足各種場景下的應用需求。例如，鏈表結構適合頻繁地添加和刪除元素，而跳躍表結構則適合排序和查找。

到此，關于“Redis類型type與編碼encoding原理及使用方法是什么”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！