redis之五种基本数据类型
内容提要
本文介绍Redis五种基本数据类型及其底层实现：String支持int、embstr、raw编码，底层采用SDS动态字符串，可O(1)获取长度并支持二进制安全；List在3.2版本后使用quicklist，兼顾ziplist与linkedlist的优点；Set使用intset或hashtable，整数集合支持升级；Sorted Set使用ziplist或skiplist加dict，实现排序与快速查找；Hash使用ziplist或hashtable存储对象。理解这些结构有助于按场景选择合适的类型。
延伸解读
编码选择背后的内存与性能权衡
文章指出 String 的 embstr 与 raw 编码以 44 字节为界，embstr 一次分配连续内存，raw 需两次分配。这提示小字符串用 embstr 更省分配开销，但长度超过 44 字节后转为 raw。类似地，List、Set、Sorted Set、Hash 在数据量小时倾向 ziplist 或 intset，数据量大时转为 quicklist、hashtable 或 skiplist。理解这些阈值有助于预判内存布局和操作性能。
SDS 如何解决 C 字符串的短板
文章用 SDS 结构说明 String 的底层优势：len 字段使长度获取为 O(1)，而 C 字符串需遍历；SDS 提供 API 判断并扩充空间，减少频繁内存分配释放；buf 以二进制方式处理并用 len 判断结束，因此支持二进制安全。这些特性直接影响 String 存储非文本数据时的可靠性，也解释了为何不直接沿用 C 传统字符串。
quicklist 与 skiplist 的设计取舍
List 在 3.2 后使用 quicklist，宏观是双向链表、每个节点挂一个 ziplist，在 ziplist 的连续内存优势与 linkedlist 的碎片化问题之间取得平衡。Sorted Set 在 skiplist 编码下同时使用 zskiplist 和 dict：前者支持快速范围查询，后者快速定位单个元素。文章还提到 ziplist 连锁更新概率低但复杂度高，说明这些结构并非没有代价，需结合数据规模理解。
intset 升级与编码转换的注意点
Set 在满足条件时使用 intset，其 contents 元素类型由 encoding 决定；当插入更大整型时，需对现有元素逐个升级，以节省小整型时的内存，且目前不支持降级。文章还列出各类型在数据量或元素长度变化时从紧凑编码转为 hashtable、skiplist 等。这意味着同一键的底层编码可能随写入变化，排查内存或性能问题时不能只看逻辑类型。
Q&A
Redis的String类型底层是怎么存储的？为什么不用C语言字符串？
String底层使用简单动态字符串（SDS）实现。SDS结构包含len（已使用字节数）、free（未使用字节数）和buf（字节数组）。相比C字符串，SDS优势在于：O(1)获取长度（直接读len），二进制安全（用len判断结束而非空字符），以及通过空间预分配和惰性释放减少内存分配次数。
Redis的List在3.2版本后底层用什么数据结构？有什么好处？
Redis 3.2版本后List使用quicklist作为底层数据结构。quicklist是ziplist和双向链表的结合，宏观上是双向链表，每个节点挂一个ziplist。它平衡了ziplist在数据量大时性能下降和双向链表内存碎片多的问题，兼顾了内存和性能。
Redis的Set类型在什么情况下使用intset编码？intset升级是什么？
当Set满足所有元素都是整数且元素数量不超过512个（默认配置）时，使用intset编码，否则使用hashtable。intset升级是指当插入一个超出当前编码范围的大整数时，intset会将所有元素的编码升级为更大的类型（如int16升级到int32），以保持数组的统一性。升级过程不可逆，不支持降级。
Redis的Sorted Set底层是如何实现排序和快速查找的？
Sorted Set在数据量较大时使用skiplist编码，其底层结构为zset，包含一个zskiplist（跳跃表）和一个dict（字典）。zskiplist负责维护元素按score排序，支持范围查询；dict则保存元素到score的映射，实现O(1)的单元素查找。两者结合实现了高效的范围查询和点查询。
Redis的Hash类型在什么条件下使用ziplist编码？
当Hash满足以下两个条件时使用ziplist编码：哈希表中键值对的数量小于512个，且所有键和值的字符串长度都小于64字节。不满足任一条件时，Hash会转换为hashtable编码。
Redis的String类型有哪几种编码方式？embstr和raw有什么区别？
String有三种编码：int（存储整型值）、embstr（字符串长度≤44）、raw（字符串长度>44）。embstr和raw都使用SDS存储，区别在于内存分配：raw需要两次内存分配（redisObject和SDS分开），而embstr一次分配连续内存（redisObject和SDS在一起）。embstr在字符串较小时更高效，能更好利用CPU缓存。
