Redis类型(Type)与编码(Encoding)_Redis

Redis是一款开源的高性能key-value数据库，广泛应用于各种场景。在Redis中，数据类型（Type）和编码（Encoding）是非常重要的概念。本篇博客将详细介绍Redis支持的数据类型以及相应的编码方式和底层实现原理。

要查看Redis某个key的内部编码，可以使用Redis自带的命令OBJECT ENCODING key。

Redis类型(Type)与编码(Encoding)

其中，key是你想要查询的键名。例如，如果你想要查询名为mykey的键的内部编码，可以执行以下命令：

127.0.0.1:6379> object encoding mykey  // 查看某个Redis键值的编码

一、redisObject

在Redis中，redisObject 是一个非常重要的数据结构，它用于保存字符串、列表、集合、哈希表和有序集合等类型的值。以下是关于 redisObject 结构体的定义：

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:24; /* lru time (relative to server.lruclock) */
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

各个属性解析如下：

type：用于标识对象所属的类型，分别是 REDIS_STRING、REDIS_LIST、REDIS_SET、REDIS_ZSET 和 REDIS_HASH 等。
encoding：用于标识对象内部的编码方式，如 REDIS_ENCODING_INT、REDIS_ENCODING_HT、REDIS_ENCODING_ZIPMAP 等。
lru：这个字段记录了对象被命令调用的时间, 它是缓存淘汰策略（LRU）的一部分。
refcount：引用计数，当 refcount 减少到0时，对象就可以被清理并回收内存。
ptr：一个指针，根据对象的类型和编码方式的不同，这个指针可能会指向各种不同的类型，比如整数、动态字符串、链表、字典等。

其中，redisObject的encoding取值有如下几种：

#define OBJ_ENCODING_RAW 0        //简单动态字符串，用于保存键值对的键和配置文件中的参数。
#define OBJ_ENCODING_INT 1        //整型值，用于优化小整数的内存使用。
#define OBJ_ENCODING_HT 2         //哈希表，用于存储普通哈希对象的字段和值。
#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3     //缩字典，这是一种特殊类型的哈希表，用于优化小哈希对象的内存使用。
#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 //双端链表，用于存储列表键。
#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5    //压缩列表，用于优化小列表或者小哈希对象的内存使用。
#define OBJ_ENCODING_INTSET 6     //整数集合，用于优化只包含整数元素的集合的内存使用。
#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7   //跳跃表和字典，用于存储有序集合键。
#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8     //对于长度小于44字节的字符串，Redis选择使用此特殊的编码方式。
#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9  //对于列表对象（list object）的一种编码方式。quicklist是ziplist和双向链表的混合体。

三、Type与Encoding介绍

Redis支持五种主要的数据类型：字符串(String)、列表(List)、集合(Set)、有序集合(Sorted Set)和哈希(Hash)。

每种数据类型都有对应的编码方式，数据类型与编码方式总览如下：

数据类型	编码方式
字符串	int、embstr、raw
哈希表	ziplist、hashtable
列表	ziplist、linkedlist、quicklist
集合	intset、hashtable
有序集合	ziplist、skiplist

1.字符串

字符串是Redis中最基本的数据类型，通常用于存储文本或二进制数据。字符串在Redis中支持三种编码方式：

int：当字符串可以表示为整数时，Redis会将其转换为整数，并采用int编码方式存储。int编码方式的优点是存储空间小，操作效率高。缺点是只能存储整数，不支持字符串操作。
embstr(embstr-encoded string) ：保存长度小于44字节的字符串，当一个字符串比较短，采用此编码方式存储，可以减少内存占用。
raw(raw-encoded string) ：保存长度大于44字节的字符串，当一个字符串比较长时，采用此编码方式存储。

2.列表

列表是一系列有序的字符串集合，可以添加、修改和删除元素。列表在Redis中支持三种编码方式：

ziplist：在Redis3.2版本之前，当List列表中每个字符串的长度都「小于64字节」并且List列表中「元素数量小于512个」时，List对象使用ziplist编码，其他情况使用linkedlist编码。ziplist是一种紧凑的、压缩的列表结构，可以节省内存，适用于小型列表。
linkedlist：linkedlist是一种链表结构，支持任意大小的列表。但其内存占用会随着列表长度的增加而增加。
quicklist：Redis 3.2版本引入，quicklist是一种由多个ziplist组成的列表结构，既能保证性能，又能节省内存，适用于大型列表。

3.集合

集合是一系列无序的字符串集合，支持添加、删除和查询元素。集合在Redis中支持两种编码方式：

intset：当集合中的元素都是整数时，Redis会采用intset编码方式存储。intset编码方式的优点是存储空间小，操作效率高。
hashtable：当集合中的元素包含字符串时，Redis会采用hashtable编码方式存储。hashtable编码方式的优点是可以存储任意类型的元素，支持字符串操作。缺点是存储空间相对较大，操作效率相对较低。

4.有序集合

有序集合是一系列无序的字符串集合，每个元素关联一个分数，可以根据分数排序。有序集合在Redis中支持两种编码方式：

ziplist：当集合中元素个数少于128个，并且每个元素的大小小于64字节时，使用此编码方式。这是因为ziplist在处理较小数据时，内存效率更高，性能更优。
skiplist：skiplist是一种跳跃表结构，支持快速查询和排序。适用于大型有序集合。

5.哈希表

哈希表是一系列键值对集合，每个键关联一个值。哈希表在Redis中支持两种编码方式：

ziplist：保存的所有键值的字符串长度小于64字节，并且键值对数量小于512个，Redis会采用ziplist编码方式存储。ziplist编码方式的优点是存储空间小，操作效率高。缺点是不支持快速的键查找操作。
hashtable：除上述条件之外，Redis会采用hashtable编码方式存储。hashtable编码方式的优点是支持快速的键查找操作，缺点是存储空间相对较大，操作效率相对较低。