Redis - 图解redis五种常用数据结构底层实现

　　Redis 使用键值对存储数据，其中的值（对象）包括 5 种类型，即字符串、列表、哈希、集合、有序集合，这是 Redis 对外提供的，实际上，在 Redis 内部每种类型可能有 2 种或更多的内部编码实现。

1、字符串（string）------用于一些常规计数：微博数，粉丝数等

其中：embstr和raw都是由SDS（简单动态字符串）构成的。

唯一区别是：raw是分配内存时，redisobject和sds各分配一块内存，而embstr是redisobject和raw在同一块内存中。

2、列表（list，查看底层实现）------用于存储对象：用户信息，商品信息等

压缩列表是在数据结构中元素较少时采取的数据结构，使用压缩列表节约了内存开支，但是降低了访问的速度，不过对于规模较小的对象，这样的损失可以忽略不记。

3、哈希（hash）------用于储存列表：微博的关注列表，粉丝列表等

4、集合（set，查看底层实现）------用于存储不重复的列表：共同关注、共同喜好、二度好友等

一个 value 为 null 的 hash 表，所以添加，删除，查找的复杂度都是0(1)。

5、有序集合（zset，查看底层实现）------用于带权重的集合：排行榜，弹幕消息（可理解为按消息维度的消息排行榜）、范围查询场景（需要过滤数据）等

简单说来跳跃表（查看实现原理）也是链表的一种，只不过它在链表的基础上增加了跳跃功能，正是这个跳跃的功能，使得在查找元素时，跳跃表能够提供O(logN)的时间复杂度。

跳跃表查询、插入、删除的时间复杂度均是O(logN)。

为什么使用跳表作为ZSet实现的索引，而不使用红黑树、B+树？（点击查看）

总结：

压缩列表的由来：

压缩列表是经过特殊编码，由连续内存块组成的双向链表。它不存储指向上一个链表节点和指向下一个链表节点的指针，而是存储上一个节点长度和当前节点长度。专门为了提升内存使用效率设计的。所有的操作都是通过指针与解码出来的偏移量进行的。并且压缩列表的内存是连续分配的，遍历的速度很快。ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。

# ziplist数据结构组成
<zlbytes> <zltail> <zllen> <entry> <entry> ... <entry> <zlend>

<zlbytes> ：占用内存字节数
<zltail> ：列表末尾偏移量
<zllen> ：节点数
<entry> <entry> ... <entry> 
<zlend> ：标记末端

Redis 对象（List 对象、Hash 对象、Zset 对象）包含的元素数量较少，或者元素值不大的情况才会使用压缩列表作为底层数据结构。

设计思想是通过时间换空间，而时间的损耗又相对来说比小（小到几乎可以忽略）。

连锁更新：

压缩列表新增某个元素或修改某个元素时，如果空间不够，压缩列表占用的内存空间就需要重新分配。而当新插入的元素较大时，可能会导致后续元素的 prevlen 占用空间都发生变化，从而引起「连锁更新」问题，导致每个元素的空间都要重新分配，造成访问压缩列表性能的下降。