引用
在Redis高效表现的背后，是一套精密的存储引擎设计。全局哈希表作为数据的"总目录"，通过指针灵活指向各种RedisObject，实现了统一的快速访问。
更巧妙的是，Redis会根据数据特征智能选择最优存储结构：
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Set： 在纯整数场景下采用紧凑的整数数组 ，复杂场景切换到哈希表。
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**SDS字符串：**通过5种精确定制的头部类型，实现极致的内存效率。
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Zset/List/Hash： 在小数据量时使用内存友好的压缩列表 ，大数据量时自动切换至性能更优的跳表 或哈希表。
Redis的全局哈希表
如果值是集合类型的话，作为数组元素的哈希桶怎么来保存呢？
哈希桶中的元素保存的并不是值本身，而是指向具体值的指针。不管值是 String，还是集合类型，哈希桶中的元素都是指向它们的指针。
哈希桶的entry结构图，key和value都指向一个RedisObject。
Redis的数据类型
Zset底层数据结构的切换
压缩列表
- 当一个 zset 中的元素个数小于 zset-max-ziplist-entries 配置的阈值（默认值为 128）。
- 当 zset 中的每个元素的长度小于 zset-max-ziplist-value 配置的阈值（默认值为 64 字节）。
- 当同时满足这些条件时，Redis 将使用压缩列表来保存 zset。
跳表
- 如果 zset 中的元素个数超过 zset-max-ziplist-entries。
- 如果 zset 中的任何元素长度超过 zset-max-ziplist-value。
- 当同时满足任一条件时，Redis 将使用跳表来保存 zset。
List底层数据结构的切换
压缩列表
- 当一个 list 中的元素个数小于 list-max-ziplist-entries 配置的阈值（默认值为 512）。
- 当 list 中的每个元素的长度小于 list-max-ziplist-value 配置的阈值（默认值为 64 字节）。
- 当同时满足这些条件时，Redis 将使用压缩列表来保存 list。
双向链表
- 如果 list 中的元素个数超过 list-max-ziplist-entries。
- 如果 list 中的任何元素长度超过 list-max-ziplist-value。
- 当同时满足任一条件时，Redis 将使用双向链表来保存 list。
Hash底层数据结构的切换
压缩列表
- 当一个 list 中的元素个数小于 hash-max-ziplist-entries 配置的阈值（默认值为 512）。
- 当 list 中的每个元素的长度小于 hash-max-ziplist-value 配置的阈值（默认值为 64 字节）。
- 当同时满足这些条件时，Redis 将使用压缩列表来保存 hash。
哈希表
- 如果 list 中的元素个数超过 hash-max-ziplist-entries。
- 如果 list 中的任何元素长度超过 hash-max-ziplist-value。
- 当同时满足任一条件时，Redis 将使用双向链表来保存 hash。
Set底层数据结构的切换
整数数组
- 当 Set 中的所有元素都是整数，且元素个数小于 set-max-intset-entries 配置的阈值（默认值为 512）。
哈希表
- 如果 Set 中包含非整数类型的元素时。
- 如果 Set 中的元素个数超过 set-max-intset-entries。
- 当同时满足任一条件时，Redis 将使用哈希表来保存 Set。
Redis的底层数据结构
简单动态字符串
Redis 5.0 的 SDS 数据结构：
len：记录了字符串长度。这样获取字符串长度的时候，只需要返回这个成员变量值就行，时间复杂度只需要 O（1）。
alloc：分配给字符数组的空间长度，不包括SDS头部和结尾的空字符。这样在修改字符串的时候，可以通过 alloc - len 计算出剩余的空间大小，可以用来判断空间是否满足修改需求，如果不满足的话，就会自动将 SDS 的空间扩展至执行修改所需要的大小，然后才执行实际的修改操作，所以使用 SDS 既不需要手动修改 SDS 的空间大小，也不会出现前面所说的缓冲区溢出的问题。
flags：用来表示不同类型的 SDS。一共设计了 5 种类型，分别是 sdshdr5、sdshdr8、sdshdr16、sdshdr32 和 sdshdr64。
buf[]：字符数组，用来保存实际数据。不仅可以保存字符串，也可以保存二进制数据。
扩容机制
- 如果所需的 sds 长度小于 1 MB，那么最后的扩容是按照翻倍扩容来执行的，即 2 倍 的 newlen，并适当升级flags类型。
- 如果所需的 sds 长度超过 1 MB，那么最后的扩容长度应该是 newlen + 1MB，并适当升级flags类型。
flags如何节省内存空间
sdshdr5、sdshdr8、sdshdr16、sdshdr32 和 sdshdr64，这5种类型的区别就在于，它们数据结构中的 len 和 alloc 成员变量的数据类型不同，头部占用空间也不同。
头部占用空间区别：
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sdshdr5：
struct sdshdr5 {
unsigned char flags; // 低5位表示字符串长度，高3位表示类型
char buf[];
};
占用空间：1字节（仅包含flags）。 -
sdshdr8：
struct sdshdr8 {
uint8_t len; // 当前字符串长度
uint8_t alloc; // 分配的空间大小
unsigned char flags; // 类型标识
char buf[];
};
占用空间：1（len） + 1（alloc） + 1（flags） = 3字节。 -
sdshdr16：
struct sdshdr16 {
uint16_t len; // 当前字符串长度
uint16_t alloc; // 分配的空间大小
unsigned char flags; // 类型标识
char buf[];
};
占用空间：2（len） + 2（alloc） + 1（flags） = 5字节。 -
sdshdr32：
struct sdshdr32 {
uint32_t len; // 当前字符串长度
uint32_t alloc; // 分配的空间大小
unsigned char flags; // 类型标识
char buf[];
};
占用空间：4（len） + 4（alloc） + 1（flags） = 9字节。 -
sdshdr64：
struct sdshdr64 {
uint64_t len; // 当前字符串长度
uint64_t alloc; // 分配的空间大小
unsigned char flags; // 类型标识
char buf[];
};
占用空间：8（len） + 8（alloc） + 1（flags） = 17字节。
压缩列表
压缩列表实际上类似于一个数组，数组中的每一个元素都对应保存一个数据。和数组不同的是，压缩列表在表头有三个字段 zlbytes、zltail 和 zllen，分别表示压缩列表占用字节数、列表尾的偏移量和列表中的 entry 个数；压缩列表在表尾还有一个 zlend，表示列表结束。
如果我们要查找定位第一个元素和最后一个元素，可以通过表头三个字段的长度直接定位，复杂度是 O(1)。而查找其他元素时，就没有这么高效了，只能逐个查找，此时的复杂度就是 O(N) 了。
跳表
跳表在链表的基础上，增加了多级索引，通过索引位置的几个跳转，实现数据的快速定位。查找、删除、新增的时间复杂度都是log(n)。
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