Redis的五种常用数据类型。

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前言

一、Redis数据存储格式

二、各数据类型的内部实现

[1. String（字符串）类型的内部实现](#1. String（字符串）类型的内部实现)

[2. Hash（哈希）](#2. Hash（哈希）)

[3. List（列表）](#3. List（列表）)

[4. Set（集合）](#4. Set（集合）)

[5. Sorted Set（有序集合，ZSet）](#5. Sorted Set（有序集合，ZSet）)

总结

前言

作为一名Java开发人员，我们一定了解数据库MySQL，MySQL 是基于磁盘的关系型数据库，适合存储结构化数据，支持复杂查询和事务，侧重数据持久化与一致性，但速度较慢；所以我们引进了一款非关系型数据库------Redis, Redis 是基于内存的非关系型键值数据库，支持多种数据结构，读写极快，适合缓存、高频操作场景，内存存储为主，持久化是辅助。两者之间经常结合使用（如 Redis 缓存减轻 MySQL 压力）。所以今天我们就来了解一下Redis这个基于内存的数据库常用的五种数据类型，Redis 提供了丰富的数据类型，其中五种最常用的基础数据类型分别是：String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、Sorted Set（有序集合，简称 ZSet）。它们各自适用于不同的业务场景以及其底层逻辑。

五种常见的数据类型的数据结构如下如所示：

一、Redis数据存储格式

redis 数据存储格式 redis 自身是一个 Map，其中所有的数据都是采用 key : value 的形式存储我们所说的数据类型其实指的是存储的数据的类型，也就是 value 部分的类型，key 部分永远都是字符串 key的语法。

在一个项目中，key最好使用统一的命名模式 key区分大小写 key不要太长，尽量不要超过1024字节。不仅消耗内存，也会降低查找的效率 key不要太短，太短可读性会降低

string String
hash HashMap
list LinkedList
set HashSet
sorted_set TreeSet

二、各数据类型的内部实现

1. String（字符串）类型的内部实现

String类型的底层的数据结构实现主要是SDS（简单动态字符串）。SDS和我们认识的C字符串不太一样，之所以没有使用C语言的字符串表示，因为SDS相比于C的原生字符串：

：SDS不仅可以保存文本数据，还可以保存二进制数据。因为SDS使用len属性的值而不是空字符串来判断字符串是否结束，并且SDS的所有API都会一处理二进制的方式来处理SDS存放在buf[]数组里的数据，所以SDS不光能存放文本数据，而且能保存照片、音频、压缩文件这样的二进制数据；

： SDS获取字符串的时间复杂度是O(1)。因为C语言的字符串并不记录自身长度，所以获取长度的复杂度为O(n);而SDS结构里用len 属性记录了字符串长度，所以复杂度为O(1);

: Redis 的SDS API是最安全的，拼接字符串不会造成缓冲区溢出，因为SDS在拼接字符串之前会检查SDS空间是否满足要求，如果空间不够就会自动扩容，所以不会导致缓冲区溢出的问题。

常用命令：

SET key value：设置键值对
GET key：获取值
INCR key：对数值型 value 自增 1（若 value 非数字则报错）
DECR key：对数值型 value 自减 1
APPEND key str：在 value 后追加字符串

应用场景：

缓存：存储热点数据（如用户信息、商品详情）。
计数器：如文章阅读量、视频播放量（用 INCR 原子操作）。
分布式锁：用 SET key value NX PX 过期时间 实现。
存储简单信息：如验证码、token 等。

2. Hash（哈希）

Hash类型的底层数据结构是由压缩列表或哈希表实现的：

·如果哈希类型元素个数小于512个（默认值，可由hash-max-ziplist-entries配置），所有值小于64字节(默认值，可由hash-max-ziplist-value配置）的话，Redis会使用压缩列表作为 Hash类型

的底层数据结构；

·如果哈希类型元素不满足上面条件，Redis会使用哈希表作为Hash类型的底层数据结构。

在Redis7.0中，压缩列表数据结构已经废弃了，交由listpack数据结构来实现了。

特点：

类似 Java 中的 HashMap 或 Python 中的字典，是一个键值对集合（key -> field -> value）。适合存储结构化数据（如对象），每个 Hash 最多可存储 2^32-1 个键值对。

常用命令：

HSET key field value：设置哈希表中指定字段的值
HGET key field：获取哈希表中指定字段的值
HGETALL key：获取哈希表中所有字段和值
HDEL key field：删除哈希表中指定字段
HLEN key：获取哈希表中字段的数量

应用场景：

存储对象：如用户信息（user:1001 作为 key，name、age、phone 作为 field），相比 String 更节省键空间，且可单独修改某个字段（无需整体更新）。
购物车：如 cart:user:1001 作为 key，商品 ID 作为 field，数量作为 value。

3. List（列表）

List类型的底层数据结构是由双向链表或压缩列表实现的：

· 如果列表的元素个数小于512个（默认值，可由list-max-ziplist-entries配置），列表每个元素的值都小于64字节（默认值，可由list-max-ziplist-value配置），Redis会使用压缩列表作为List类型的底层数据结构；

·如果列表的元素不满足上面的条件，Redis会使用双向链表作为List类型的底层数据结构；

但是在Redis3.2版本之后，List数据类型底层数据结构就只由quicklist实现了，替代了双向链表和压

缩列表。

特点：

有序的字符串列表（允许重复元素），底层是双向链表（或压缩列表，当数据量小时），支持从两端高效操作元素。元素插入后按顺序排列，可模拟栈、队列、阻塞队列等结构。

常用命令：

LPUSH key value1 [value2...]：从列表左侧（头部）插入元素
RPUSH key value1 [value2...]：从列表右侧（尾部）插入元素
LPOP key：移除并返回列表左侧第一个元素
RPOP key：移除并返回列表右侧第一个元素
LLEN key：获取列表长度
LRANGE key start end：获取列表中指定范围的元素（0 表示第一个，-1 表示最后一个）

应用场景：

消息队列：用 LPUSH 生产消息，RPOP 消费消息（结合 BRPOP 实现阻塞等待）。
最新列表：如 "最新文章""最近评论"（用 LPUSH 新增，LRANGE 0 9 获取前 10 条）。
栈 / 队列：LPUSH + LPOP 模拟栈（先进后出），LPUSH + RPOP 模拟队列（先进先出）。

4. Set（集合）

Hash类型的底层数据结构是由压缩列表或哈希表实现的：

的底层数据结构；

·如果哈希类型元素不满足上面条件，Redis会使用哈希表作为Hash类型的底层数据结构。

在Redis7.0中，压缩列表数据结构已经废弃了，交由listpack数据结构来实现了。

特点：

无序的字符串集合（不允许重复元素），底层是哈希表（或整数集合，当元素为整数且数量少时），支持高效的增删查和集合运算（交集、并集、差集）。

常用命令：

SADD key member1 [member2...]：向集合添加元素（重复元素会被忽略）
SMEMBERS key：返回集合中所有元素
SISMEMBER key member：判断元素是否在集合中
SREM key member1 [member2...]：删除集合中的元素
SINTER key1 key2：返回两个集合的交集（共同元素）
SUNION key1 key2：返回两个集合的并集（所有元素）
SDIFF key1 key2：返回两个集合的差集（key1 有而 key2 没有的元素）

应用场景：

去重：如 "用户浏览记录"（避免重复存储同一商品）。
关系存储：如 "好友列表"（user:1001:friends 存储用户 1001 的好友 ID）。
共同好友 / 兴趣标签：用 SINTER 计算两个用户的共同好友，用 SUNION 合并多个标签集合。

5. Sorted Set（有序集合，ZSet）

Zset类型的底层数据结构是由压缩列表或跳表实现的：

·如果有序集合的元素个数小于128个，并且每个元素的值小于64字节时，Redis会使用压缩列表作为Zset类型的底层数据结构；

如果有序集合的元素不满足上面的条件，Redis会使用跳表作为Zset类型的底层数据结构；

在Redis7.0中，压缩列表数据结构已经废弃了，交由listpack数据结构来实现了。

特点：

在 Set 基础上增加了 "分数（score）" 属性，元素无序但可按 score 排序（不允许重复元素，但 score 可重复）。底层是跳跃表（或压缩列表），支持按 score 范围查询、排名等操作。

常用命令：

ZADD key score1 member1 [score2 member2...]：向有序集合添加元素（指定分数）
ZRANGE key start end [WITHSCORES]：按 score 升序返回指定范围的元素（带 WITHSCORES 显示分数）
ZREVRANGE key start end：按 score 降序返回元素
ZSCORE key member：获取元素的分数
ZRank key member：返回元素按 score 升序的排名（从 0 开始）
ZREVRANK key member：返回元素按 score 降序的排名

应用场景：

排行榜：如 "游戏积分排行""视频热度排行"（用 ZADD 更新分数，ZREVRANGE 0 9 获取前 10 名）。
带权重的消息队列：按 score（如时间戳）排序，优先消费高分消息。
范围查询：如 "查询分数在 80-100 之间的用户"（ZRANGEBYSCORE key 80 100）。

总结

五种类型的核心区别在于 "结构特性" 和 "操作场景"：

简单值用 String；
结构化对象用 Hash；
有序列表 / 队列用 List；
无序去重 / 集合运算用 Set；
需排序 / 排名场景用 ZSet。

根据业务需求选择合适的类型，可大幅提升 Redis 的性能和易用性。今天依旧是深蹲不写BUG，大家一起努力！！