Redis 有 5 种基础数据结构，分别为 string 字符串，list 列表，set 集合，hash 哈希，zset 有序集合。 Redis 里面的每一种数据结构不止有一种底层实现，在不同的场景下Redis 会使用不同的底层实现，例如 zset，在元素个数不超过 64 时采用压缩列表实现，否则采用跳表+哈希表实现。
string 字符串
Redis 字符串是简单动态字符串，是可以修改的字符串，内部结构实现上类似于 Java 的 ArrayList，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配，如下图所示，内部为当前字符串实际分配的空间 capacity 一般要高于实际字符串长度 len。当字符串长度小于 1M 时，扩容都是加倍现有的空间，如果超过 1M，扩容时一次只会多扩 1M 的空间。需要注意的是字符串最大长度为 512 M。
键值对的键是一个字符串对象，值可能是一个字符串对象。Redis 所有的数据结构都是以唯一的 key 字符串作为名称，然后通过这个唯一 key 值来获取相应的 value 数据。不同类型的数据结构的差异就在于 value 的结构不一样。
List 列表
在版本 3.2 之前，Redis 列表数据结构的底层实现是 ziplist 和 linkedlist，当一个列表只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么 Redis 就会使用压缩列表来做列表的底层实现。当列表对象中元素的长度比较大或者数量比较多的时候，则会转而使用双向列表 linkedlist 来存储。
- list-max-ziplist-entries 512 # list 的元素个数超过 512 就必须使用双向列表 linkedlist 来存储
- list-max-ziplist-value 64 # list 的任意元素的长度超过 64 字节就必须使用双向列表 linkedlist 来存储
在版本 3.2 之后，引入了一个 quicklist 的数据结构，列表的底层都由 quicklist 实现。在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是 ziplist，也即是压缩列表。当数据量比较多的时候才会改成快速链表（quicklist）。Redis 将链表和 ziplist 结合起来组成了 quicklist。也就是将多个 ziplist 使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速的插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。
两种存储方式的优缺点：
- 双向链表 linkedlist 便于在列表的两端进行 push 和 pop 操作，在插入节点上复杂度很低，但是它的内存开销比较大。首先，它在每个节点上除了要保存数据之外，还要额外保存两个指针；其次，双向链表的各个节点是单独的内存块，地址不连续，节点多了容易产生内存碎片。
- ziplist 存储在一段连续的内存上，所以存储效率很高。但是修改操作、插入和删除操作需要频繁的申请和释放内存。特别是当 ziplist 长度很长的时候，一次 realloc 可能会导致大批量的数据拷贝。
hash字典
Hash 对象的实现方式有两种，分别是 ziplist、hashtable， 其中 hashtable 的存储方式 key 是 String 类型的，value 也是以（key，value）的形式进行存储。
当一个哈希键只包含少量键值对，并且每个键值对的键和值要么是小整数值，要么是长度比较短的字符串，那么 Redis 就会使用压缩列表来做哈希键的底层实现。
- hash-max-zipmap-entries 512 # hash 的元素个数超过 512 就必须用标准结构存储
- hash-max-zipmap-value 64 # hash 的任意元素的 key/value 的长度超过 64 就必须用标准结构存储
hashtable 是无序字典。内部实现结构是数组 + 链表二维结构。第一维 hash 的数组位置碰撞时，就会将碰撞的元素使用链表串接起来。
Redis 的字典的 rehash 是个耗时的操作，Redis 为了高性能，不能堵塞服务，所以采用了渐进式 rehash 策略。
渐进式 rehash 会在 rehash 的同时，保留新旧两个 hash 结构，查询时会同时查询两个 hash 结构，然后在后续的定时任务中以及 hash 的指令中，循序渐进地将旧 hash 的内容一点点迁移到新的 hash 结构中。
set 集合
集合数据类型用来存储一组不重复的数据。其实现方法有两种，一种是有序数组，另一种是字典。
- set-max-intset-entries 512 # set 的整数元素个数超过 512 就必须用默认结构字典存储。
Redis的集合的实现相当于一个特殊的字典，字典中所有的value都是一个值NULL。
zset有序集合
有序集合的底层数据结构分两种：ziplist 或者 skiplist，当避开下面两个条件限制时，有序集合对象使用 ziplist 这种结构，其余应使用 标准结构 skiplist 存储 (Redis 默认配置，可更改):
- zset-max-ziplist-entries 128 # zset 的元素个数超过 128 就必须用标准结构存储
- zset-max-ziplist-value 64 # zset 的任意元素的长度超过 64 就必须用标准结构存储
zset 标准存储使用了两个数据结构，第一个是 hash，第二个是 跳跃列表，hash 的作用就是关联元素 value 和权重 score，保障元素 value 的唯一性，可以通过元素 value 找到相应的 score 值。跳跃列表的目的在于按照 score 给元素 value 排序，根据 score 的范围获取元素 value 列表，以支持快速地按照得分值、得分区间获取数据。
1
2
3
4
5
// from redis.h/zset
typedef struct zset {
dict *dict;
zskiplist *zsl;
} zset;
