Redis揭秘编码的精妙运用（redis 编码方式）

Redis揭秘：编码的精妙运用

Redis是一个高性能的key-value存储系统，常用于缓存，计数器和分布式锁等场景。在Redis内部，数据存储的格式实际上是由编码来控制的，因此编码是Redis内部运行的重要部分。本文将从Redis的编码入手，探讨在数据存储中缩减内存占用、优化性能的精妙实现方式。

1. Redis的五种数据类型

在Redis中，支持五种基本数据类型的存储：字符串（STRING）、散列（HASH）、列表（LIST）、集合（SET）和有序集合（ZSET）。为了减少内存和提高性能，每种数据类型都有对应的编码方式，如下表所示：

| 数据类型 | 编码方式 |

| ——– | ———- |

| 字符串 | int, emb |

| 散列 | ziplist, ht |

| 列表 | ziplist，lt |

| 集合 | intset，ht |

| 有序集合 | ziplist，skl |

其中，int、emb、ziplist、ht、lt、intset和skl都是Redis内部数据结构的简称，本文将一一解释其具体含义。

2. 整数编码

当存储的值是整数类型时，Redis采用int或emb编码。其中，当一个整数较小（小于等于253）且满足一定的条件时，Redis采用emb编码。与int型相比，emb编码的优势在于占用更少的内存，同时在解析时也要快得多。例如：

redis> set a 1
OK
redis> object encoding a
"int"
redis> set a 1000
OK
redis> object encoding a
"embstr"

此时，对于a的值，Redis采用了embstr编码。

3. ziplist编码

ziplist是Redis使用的一种轻量紧凑的链表结构，用于存储列表和有序集合类型的数据。ziplist的内存分配是连续的，而且在存储小的数据时，ziplist比其他数据类型占用更少的内存。

具体来说，ziplist是通过双向链表实现的，每个节点都存储了当前节点的前置节点和后置节点地址，以及当前节点的内容。在ziplist内部，每个节点的长度是不固定的，这样ziplist就能够通过压缩、优化存储放置在列表中的所有元素。举例来说，如果一个列表中都是非负数，那么ziplist就可以将这些数压缩成连续的整数:

redis> rpush mylist 1 2 3 4 5
(integer) 5
redis> object encoding mylist
"ziplist"

在此例中，mylist的编码方式是ziplist。

4. 散列和集合的编码方式

对于散列和集合类型的数据，Redis采用另外的两种编码方式：ht和intset。

ht是指哈希表，也就是字典结构——当散列键值对的存储数量比较少的时候，Redis使用该方式进行存储。而当数据存储的值都是整数且元素数量不多时，Redis采用了intset编码方式。

整数集合只能存储整型数据，它主要包含三个成员变量：encoding表示当前的编码方式，length表示当前集合中元素的数量，contents则是用于存放元素的数组。在内部实现时，Redis通过将集合中所有的元素存储到一个数组中，再进行压缩、优化后实现占用更少内存的存储。

5. skiplist编码

对于有序集合类型的数据，Redis采用了skiplist编码。与ziplist类似，skiplist也是由多个节点组成的链表结构，其中每个节点都有若干指向下一个节点的指针。每个节点数据里存储的是实际添加到集合中的元素的key值和对应的score值。

redis> zadd myzset 1 one
(integer) 1
redis> zadd myzset 2 two
(integer) 1
redis> zadd myzset 3 three
(integer) 1
redis> object encoding myzset
"skiplist"

在此例中，为了存储myzset中的数据，Redis采用了skiplist编码方式。

总结

Redis的编码方式是在实际的使用中对内存占用和性能做了一系列优化。在Redis中，不同的数据类型采用不同的编码方式，从而有效地优化了内存占用和访问速度。掌握Redis的编码方式，能够更好地理解Redis的内部实现，从而更好地利用Redis进行数据存储和处理。

参考代码：

redis> set a 100
OK
redis> object encoding a
"int"
redis> sadd myset 1 "hello"
(integer) 1
redis> object encoding myset
"hashtable"
redis> hset myhash 1 1
(integer) 1
redis> object encoding myhash
"ziplist"