Redis之对象

Redis系统里一共有五种对象，包括字符串对象，列表对象，哈希对象，集合对象和有序集合对象。

每种对象的实现都比较灵活，可以根据不同的使用场景自由选择之前讲过的合适的数据结构（整数，字符串，字典，双端列表，压缩列表，整数集合，跳跃表）

对象和类型和编码

Redis中每一个对象都是由一个redisObject结构表示，该结构与保存数据有关的三个属性是type,encoding,ptr

typedef struct redisObject{
   //对象的类型
   unsigned type:4;
   //编码
   unsigned encoding:4;
   //指向底层实现数据结构的指针
   void *ptr;
  
   ...
}robj

每次使用set命令在数据库中创建键值对时，总是创建了两个对象，其中键的对象类型总是一个字符串对象

字符串对象

字符串对象的编码可以是int,raw,embstr

如果一个字符串对象保存的是整数值，并且这个整数值可以用long类型来表示，那么字符串对象编码就是int

如果一个字符串对象保存的是字符串值，并且字符串的长度大于39字节，那么字符串对象使用一个简单动态字符串（SDS）来保存这个字符串值 ，并将编码设置为raw

如果一个字符串对象保存的是字符串值，并且字符串的长度小于等于39字节，那么字符串对象就使用embstr编码的方式保存这个字符串值。

embstr编码

embstr编码是专门用来保存短字符串的一种优化方式，这种编码和raw编码一样，都使用redisObject结构和sdshdr结构来表示字符串对象，但是raw编码会调用两次内存分配函数来分别创建redisObject结构和sdshdr结构，而embstr会调用一次内存分配函数创建一块连续的内存空间，空间中依次包含redisObject和sdshdr两个结构。

编码的转换

对于int编码类型的字符串对象来说，如果执行APPEND指令在整数值后追加了一个字符串，那么会将整数值转化为字符串值（raw或者embstr），然后再执行追加操作

对于embstr编码的字符串对象来说。embstr没有编写任何修改程序，因此embstr编码的字符串是只读的，如果要修改它的值，则需要先将对象的编码从embstr转化为raw，载执行修改

列表对象

列表对象的编码可以是ziplist(压缩列表)或者linkedlist(链表)

ziplist编码的列表对象底层使用压缩列表作为底层实现，每个压缩列表节点保存了一个列表元素。

linkedlist编码的列表对象底层使用双端链表作为底层实现，每个双端链表节点都保存了一个字符串对象，而每个字符串对象都保存了一个列表元素。

注意，linkedlist编码的列表对象在底层的双端链表的结构中包含了多个字符串对象，这种嵌套字符串对象的行为在稍后介绍的哈希对象，集合对象和有序集合对象中都会出现，字符串对象是Redis五种类型的对象中唯一一种会被其他四种对象嵌套的对象。

编码转换

列表对象可以同时满足一下两个条件时，列表对象使用ziplist编码：

• 列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节
• 列表对象保存的元素数量小于512个

不能满足这两个条件的列表对象使用linkedlist编码

哈希对象

哈希对象的编码可以是ziplist或hashtable

ziplist编码的哈希对象底层实现为压缩列表。每当有新的键值对要加入到哈希对象中，程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾，然后再将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表表尾。因此：

• 保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起，保存键的节点在前，保存值的节点在后。
• 先添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表表头方向，后添加的键值对会被放在压缩列表表尾方向。

（查找的效率退化为o(n)）

hashtable编码的哈希对象使用字典作为底层实现，哈希对象中的每一个键值对都使用一个字典键值对来保存。

• 字典的每一个键都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的键
• 字典的每一个值都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的值

编码转换

当哈希对象可以同时满足以下两个条件时，哈希对象使用ziplist编码：

• 哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节
• 哈希对象保存的键值对数量小于512个

不能满足这两个条件的哈希对象使用hashtable编码

集合对象

集合对象的编码可以是intset或者hashtable

intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现。

hashtable编码的集合对象使用字典作为底层实现。字典的每个键都是一个字符串对象，每个字符串对象的值为我们的集合元素。字典的值全部为null。

编码的转换

当集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用intset编码：

• 集合对象保存的所有元素都是整数值
• 集合对象保存的元素数量不超过512个

不满足这两个条件的集合对象使用hashtable编码

有序集合对象

有序集合对象的编码可以是ziplist或者skiplist

ziplist编码的有序集合对象底层采用压缩列表，每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员，第二个节点保存元素的分值。压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序，分值小的在靠近表头的位置，分值大的在靠近表尾的位置

skiplist编码的有序集合使用zset结构作为底层实现，一个zset结构包括一个字典和一个跳跃表，字典存储了从成员到分值的映射（我们可以O（1）的取得指定元素的分值），跳跃表按分值大小保存了所有元素。

编码的转换

当有序集合对象同时满足以下两个条件时，对象使用ziplist编码：

• 有序集合保存的元素数量小于128个
• 有序集合保存的所有元素成员的长度都小于64字节

不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码

对象共享

举个例子，假如键A创建了一个包含整数值100的字符串对象，键B也要创建一个包含整数值100的对象，此时键A和键B共享一个对象

需要注意，redis只共享包含整数值的字符串对象。

原因：

如果共享对象是保存了整数值的字符串对象，那么验证共享对象和目标对象是不是同一个对象操作的复杂度是O（1）；如果共享对象是保存了字符串值的字符串对象，那么验证共享对象和目标对象是不是同一个对象操作的复杂度是O（N）；如果共享对象是更复杂的类型比如列表对象，哈希对象那么验证操作的复杂度是O（N^2)