Redis——数据类型

一、总览

Redis是键值型数据库，键是String，值可以是多种数据类型，具体包括：String（字符串）、List（列表）、Hash（哈希）、Set（集合）和 Sorted Set（有序集合）

键值采用哈希算法，称为全局哈希表。

而每种数据类型对应着都有底层实现的数据结构，具体如图：

二、数据结构详情

• 列表：

这种数据类型支持存储一组数据。这种数据类型对应两种实现方法，一种是压缩列表（ziplist），另一种是双向循环链表。当列表中存储的数据量比较小的时候，列表就可以采用压缩列表的方式实现。具体需要同时满足下面两个条件：
列表中保存的单个数据（有可能是字符串类型的）小于 64 字节；
列表中数据个数少于 512 个。

压缩列表：

它并不是基础数据结构，而是Redis自己设计的一种数据存储结构。它有点儿类似数组，通过一片连续的内存空间，来存储数据。不过，它跟数组不同的一点是，它允许存储的数据大小不同。听到“压缩”两个字，直观的反应就是节省内存。之所以说这种存储结构节省内存，是相较于数组的存储思路而言的。我们知道，数组要求每个元素的大小相同，如果我们要存储不同长度的字符串，那我们就需要用最大长度的字符串大小作为元素的大小（假设是 20 个字节）。那当我们存储小于 20 个字节长度的字符串的时候，便会浪费部分存储空间。压缩列表这种存储结构，一方面比较节省内存，另一方面可以支持不同类型数据的存储。而且，因为数据存储在一片连续的内存空间，通过键来获取值为列表类型的数据，读取的效率也非常高。当列表中存储的数据量比较大的时候，也就是不能同时满足刚刚讲的两个条件的时候，列表就要通过双向循环链表来实现了。

• 哈希：

类型用来存储一组数据对。每个数据对又包含键值两部分。字典类型也有两种实现方式。一种是我们刚刚讲到的压缩列表，另一种是散列表。
对于哈希冲突问题，Redis 使用链表法来解决。除此之外，Redis 还支持散列表的动态扩容、缩容。
为了避免散列表性能的下降，当装载因子大于 1 的时候，Redis 会触发扩容，将散列表扩大为原来大小的 2 倍左右
当数据动态减少之后，为了节省内存，当装载因子小于 0.1 的时候，Redis 就会触发缩容，缩小为字典中数据个数的大约 2 倍大小
扩容和缩容采用渐进式 rehash

• 集合：

这种数据类型用来存储一组不重复的数据。这种数据类型也有两种实现方法，一种是基于有序数组，另一种是基于散列表。当要存储的数据，同时满足下面这样两个条件的时候，Redis 就采用有序数组，来实现集合这种数据类型。
存储的数据都是整数；
存储的数据元素个数不超过 512 个。
当不能同时满足这两个条件的时候，Redis 就使用散列表来存储集合中的数据。

• 有序集合：

它用来存储一组数据，并且每个数据会附带一个得分。通过得分的大小，我们将数据组织成跳表这样的数据结构，以支持快速地按照得分值、得分区间获取数据。实际上，跟 Redis 的其他数据类型一样，有序集合也并不仅仅只有跳表这一种实现方式。当数据量比较小的时候，Redis 会用压缩列表来实现有序集合。具体点说就是，使用压缩列表来实现有序集合的前提，有这样两个：

所有数据的大小都要小于 64 字节；

元素个数要小于 128 个。