Redis（remote dictionary server）是一个基于KEY-VALUE的高性能的存储系统，通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的缓存与存储需求。

• 字符串类型（String）

字符串类型是redis中最基本的数据类型，它能存储任何形式的字符串，包括二进制数据。可以用它存储用户的邮箱、json化的对象甚至是图片。一个字符类型键允许存储的最大容量是512M。

• 数据结构

在Redis内部，String类型通过 int、SDS(simple dynamic string)作为结构存储，int用来存放整型数据，sds存放字节/字符串和浮点型数据。

我们可以在redis的源码中【sds.h】中看到sds的结构如下：

typedef char *sds;

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 { //8表示字符串最大长度是2^8-1 （长度为255）
    uint8_t len;//表示当前sds的长度(单位是字节) 
    uint8_t alloc; //表示已为sds分配的内存大小(单位是字节)
    unsigned char flags; //用一个字节表示当前sdshdr的类型。
    /* 因为有sdshdr有五种类型，所以至少需要3位来表示
        000:sdshdr5
        001:sdshdr8
        010:sdshdr16
        011:sdshdr32
        100:sdshdr64
        高5位用不到所以都为0。 
    */
    char buf[]; //sds实际存放的位置
};

redis3.2分支引入了五种sdshdr类型，目的是为了满足不同长度字符串可以使用不同大小的Header，从而节省内存，每次在创建一个sds时根据sds的实际长度判断应该选择什么类型的sdshdr，不同类型的sdshdr占用的内存空间不同。这样细分一下可以省去很多不必要的内存开销。

• 使用场景

最为常用的类型，存储热点数据。

• 列表类型(List)

列表类型可以存储一个有序的字符串列表，常用的操作是向列表两端添加元素或者获得列表的某一个片段。

列表类型内部使用双向链表实现，所以向列表两端添加元素的时间复杂度为O(1), 获取越接近两端的元素速度就越快。这意味着即使是一个有几千万个元素的列表，获取头部或尾部的10条记录也是很快的。

• 数据结构

redis3.2之前，List类型的value对象内部以linkedlist或者ziplist来实现, 当list的元素个数和单个元素的长度比较小的时候，Redis会采用ziplist（压缩列表）来实现来减少内存占用。否则就会采用linkedlist（双向链表）结构。

这两种存储方式都有优缺点，双向链表在链表两端进行push和pop操作，在插入节点上复杂度比较低，但是内存开销比较大； ziplist存储在一段连续的内存上，所以存储效率很高，但是插入和删除都需要频繁申请和释放内存。

redis3.2之后，采用的一种叫quicklist的数据结构来存储list，列表的底层都由quicklist实现。quicklist仍然是一个双向链表，只是列表的每个节点都是一个ziplist，其实就是linkedlist和ziplist的结合，quicklist中每个节点ziplist都能够存储多个数据元素，在源码中的文件为【quicklist.c】，在源码第一行中有解释为：A doubly linked list of ziplists意思为一个由ziplist组成的双向链表。

• 使用场景

队列：lpush lpop

消息队列：lpush brpop

栈：lpush lpop

• hash类型

包含key-value的无序散列表，与java中的HashMap相似。

• 数据结构

hash提供两种结构来存储，一种是hashtable、另一种是前面讲的ziplist，数据量小的时候用ziplist。

 在redis中，哈希表分为三层，源码地址【dict.h】

dictEntry

管理一个key-value，同时保留同一个桶中相邻元素的指针，用来维护哈希桶的内部链。

typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union { //因为value有多种类型，所以value用了union来存储
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
    struct dictEntry *next;//下一个节点的地址，用来处理碰撞
                           //所有分配到同一索引的元素通过next指针链接起来形成链表
                           //key和value都可以保存多种类型的数据
} dictEntry;

dictht

实现一个hash表会使用一个buckets存放dictEntry的地址，一般情况下通过hash(key)%len得到的值就是buckets的索引，这个值决定了我们要将此dictEntry节点放入buckets的哪个索引里，这个buckets实际上就是我们说的hash表。dict.h的dictht结构中table存放的就是buckets的地址。

typedef struct dictht {
    dictEntry **table;//buckets的地址
    unsigned long size;//buckets的大小,总保持为 2^n
    unsigned long sizemask;//掩码，用来计算hash值对应的buckets索引
    unsigned long used;//当前dictht有多少个dictEntry节点
} dictht;

dict

dictht实际上就是hash表的核心，但是只有一个dictht还不够，比如rehash、遍历hash等操作，所以redis定义了一个叫dict的结构以支持字典的各种操作，当dictht需要扩容/缩容时，用来管理dictht的迁移。

typedef struct dict {
    dictType *type;//dictType里存放的是一堆工具函数的函数指针，
    void *privdata;//保存type中的某些函数需要作为参数的数据
    dictht ht[2];//两个dictht，ht[0]平时用，ht[1] rehash时用
    long rehashidx; //当前rehash到buckets的哪个索引，-1时表示非rehash状态
    int iterators; //安全迭代器的计数。
} dict;

• 使用场景

存储对象，如用户信息。

• 集合类型(Set)

集合类型中，每个元素都是不同的，也就是不能有重复数据，同时集合类型中的数据是无序的。一个集合类型键可以存储至多2^32-1个 元素。

集合类型和列表类型的最大的区别是无序性和唯一性。

• 数据结构

Set在的底层数据结构以intset或者hashtable来存储。当set中只包含整数型的元素时，采用intset来存储，否则，采用hashtable存储，但是对于set来说，该hashtable的value值用于为NULL，通过key来存储元素。与java中的HashSet相似。

• 使用场景

1.标签；2.求交集、差集、并集等。

• 有序集合（Zset）

有序集合类型，顾名思义，和前面讲的集合类型的区别就是多了有序的功能。

在集合类型的基础上，有序集合类型为集合中的每个元素都关联了一个分数，这使得我们不仅可以完成插入、删除和判断元素是否存在等集合类型支持的操作，还能获得分数最高(或最低)的前N个元素、获得指定分数范围内的元素等与分数有关的操作。虽然集合中每个元素都是不同的，但是他们的分数却可以相同。

• 数据结构

zset类型的数据结构就比较复杂一点，内部是以ziplist或者skiplist+hashtable来实现，这里面最核心的一个结构就是skiplist，也就是跳跃表。

• 使用场景

点击排行榜、热门搜索榜等。