【Redis】Redis的五种数据结构

字符串

字符串类型分别使用 REDIS_ENCODING_INT 和 REDIS_ENCODING_RAW 两种编码：

REDIS_ENCODING_INT 使用 long 类型来保存 long 类型值。
REDIS_ENCODING_RAW 则使用 sdshdr 结构来保存 sds （也即是 char* )、 long long 、
double 和 long double 类型值。

换句话来说，在 Redis 中，只有能表示为 long 类型的值，才会以整数的形式保存，其他类型的整数、小数和字符串，都是用 sdshdr 结构来保存。
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新创建的字符串默认使用 REDIS_ENCODING_RAW 编码，在将字符串作为键或者值保存进数据库时，程序会尝试将字符串转为 REDIS_ENCODING_INT 编码

哈希表

REDIS_HASH （哈希表）是 HSET 、 HLEN 等命令的操作对象，它使用 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 和 REDIS_ENCODING_HT 两种编码方式：

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创建空白哈希表时，程序默认使用 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 编码，当以下任何一个条件被满足时，程序将编码从 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 切换为 REDIS_ENCODING_HT ：
哈希表中某个键或某个值的长度大于 server.hash_max_ziplist_value （默认值为 64 ）。
压缩列表中的节点数量大于 server.hash_max_ziplist_entries （默认值为 512 ）

列表

REDIS_LIST （列表）是 LPUSH 、 LRANGE 等命令的操作对象，它使用 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 和 REDIS_ENCODING_LINKEDLIST 这两种方式编码：
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创建新列表时 Redis 默认使用 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 编码，当以下任意一个条件被满足时，列表会被转换成 REDIS_ENCODING_LINKEDLIST 编码：

试图往列表新添加一个字符串值，且这个字符串的长度超过 server.list_max_ziplist_value （默认值为 64 ）。
ziplist 包含的节点超过 server.list_max_ziplist_entries （默认值为 512 ）。

列表的阻塞原语BLPOP 、 BRPOP 和 BRPOPLPUSH

阻塞原语并不是一定会造成客户端阻塞：

只有当这些命令被用于空列表时，它们才会阻塞客户端。
如果被处理的列表不为空的话，它们就执行无阻塞版本的 LPOP 、 RPOP 或 RPOPLPUSH 命令。

阻塞

当一个阻塞原语的处理目标为空键时，执行该阻塞原语的客户端就会被阻塞。

阻塞一个客户端需要执行以下步骤：

将客户端的状态设为“正在阻塞”，并记录阻塞这个客户端的各个键，以及阻塞的最长时限（timeout）等数据。
将客户端的信息记录到 server.db[i]->blocking_keys 中（其中 i 为客户端所使用的数据库号码）。
继续维持客户端和服务器之间的网络连接，但不再向客户端传送任何信息，造成客户端阻塞。

当客户端被阻塞之后，脱离阻塞状态有以下三种方法：

被动脱离：有其他客户端为造成阻塞的键推入了新元素。
主动脱离：到达执行阻塞原语时设定的最大阻塞时间。
强制脱离：客户端强制终止和服务器的连接，或者服务器停机。

脱离阻塞状态

通过将新元素推入造成客户端阻塞的某个键中，可以让相应的客户端从阻塞状态中脱离出来（取消阻塞的客户端数量取决于推入元素的数量）。

LPUSH 、 RPUSH 和 LINSERT 这三个添加新元素到列表的命令，在底层都由一个 pushGenericCommand 的函数实现，这个函数的运作流程如下图：
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当向一个空键推入新元素时， pushGenericCommand 函数执行以下两件事：

检查这个键是否存在于前面提到的 server.db[i]->blocking_keys 字典里，如果是的话，
那么说明有至少一个客户端因为这个 key 而被阻塞，程序会为这个键创建一个 redis.h/readyList 结构，并将它添加到
server.ready_keys 链表中。
将给定的值添加到列表键中。

列表

集合

REDIS_SET （集合）是 SADD 、 SRANDMEMBER 等命令的操作对象，它使用 REDIS_ENCODING_INTSET 和 REDIS_ENCODING_HT 两种方式编码：

第一个添加到集合的元素，决定了创建集合时所使用的编码：

如果第一个元素可以表示为 long long 类型值（也即是，它是一个整数），那么集合的初始编码为
REDIS_ENCODING_INTSET 。
否则，集合的初始编码为 REDIS_ENCODING_HT 。

集合编码的切换

如果一个集合使用 REDIS_ENCODING_INTSET 编码，那么当以下任何一个条件被满足时，这个集合会被转换成 REDIS_ENCODING_HT 编码：

intset 保存的整数值个数超过 server.set_max_intset_entries （默认值为 512 ）。
试图往集合里添加一个新元素，并且这个元素不能被表示为 long long 类型（也即是，它不是一个整数）。

集合类型为什么选择intset结构作为其中之一的底层实现方式？

intset底层实现方式是数组,这个数组以有序、无重复的方式保存集合元素，并且根据新添加的整数元素类型来进行自动升级，例如从int16_t升级到int32_t; 它具有灵活性+节省内存的优点;
在集合类型只有整数元素并且元素不是很大的时候选择intset是比较好的一个选择;

字典编码的集合

当使用 REDIS_ENCODING_HT 编码时，集合将元素保存到字典的键里面，而字典的值则统一设为 NULL 。

作为例子，以下图片展示了一个以 REDIS_ENCODING_HT 编码表示的集合，集合的成员为 elem1 、 elem2 和 elem3 ：
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有序集

REDIS_ZSET （有序集）是 ZADD 、 ZCOUNT 等命令的操作对象，它使用 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 和 REDIS_ENCODING_SKIPLIST 两种方式编码：

编码的选择¶

在通过 ZADD 命令添加第一个元素到空 key 时，程序通过检查输入的第一个元素来决定该创建什么编码的有序集。

如果第一个元素符合以下条件的话，就创建一个 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 编码的有序集：

服务器属性 server.zset_max_ziplist_entries 的值大于 0 （默认为 128 ）。
元素的 member 长度小于服务器属性 server.zset_max_ziplist_value 的值（默认为 64 ）。
否则，程序就创建一个 REDIS_ENCODING_SKIPLIST 编码的有序集。

有序集合编码的转换

对于一个 REDIS_ENCODING_ZIPLIST 编码的有序集，只要满足以下任一条件，就将它转换为 REDIS_ENCODING_SKIPLIST 编码：

ziplist 所保存的元素数量超过服务器属性 server.zset_max_ziplist_entries 的值（默认值为 128 ）
新添加元素的 member 的长度大于服务器属性 server.zset_max_ziplist_value 的值（默认值为 64 ）