说明：本学习笔记为学习https://www.cnblogs.com/ysocean/的Redis详解系列教程后，总结的一些自认为重点的知识点。
PS：最近公司想招JAVA工程师，被抓去面试别人，搜了一些面试题，发现自己很多知识点也掌握的不牢固，所以准备补补课。目前还没学完，后续会断断续续更新。
1、Redis五大数据类型
（1）string
string 类型是二进制安全的，可以包含任何数据，比如图片或者序列化的对象。
一个 redis 中字符串 value 最多可以是 512M。
（2）hash
hash 是一个键值对集合，是一个 string 类型的 key和 value 的映射表。
value是一个键值对（key-value）
（3）list
list 列表，它是简单的字符串列表，底层实际上是个链表。
特点是：有序、可以重复。
（4）set
set 是 string 类型的无序集合。
特点是：无序、不可以重复。
（5）zset
zset是string 类型的有序集合。
特点是：有序、不可以重复。
2、Redis六大底层数据结构
（1）简单动态字符串（SDS）
（2）链表
（3）字典
（4）跳跃表
（5）整数集合
（6）压缩列表
3、Redis的五大数据类型实现原理
（1）对象的类型与编码
Redis使用前面说的五大数据类型来表示键和值，每次在Redis数据库中创建一个键值对时，至少会创建两个对象，一个是键对象，一个是值对象，而Redis中的每个对象都是由 redisObject 结构来表示：
typedef struct redisObject{
//类型
unsigned type:4;
//编码
unsigned encoding:4;
//指向底层数据结构的指针
void *ptr;
//引用计数
int refcount;
//记录最后一次被程序访问的时间
unsigned lru:22;
}
① type属性
对象的type属性记录了对象的类型，这个类型就是前面讲的五大数据类型：
type属性
② *prt 指针
对象的*prt 指针指向对象底层的数据结构。
*prt 指针
③ encoding 属性
数据结构由 encoding 属性来决定，每种类型的对象都至少使用了两种不同的编码：
encoding 属性
（2）string
字符串对象的编码可以是int，raw或者embstr。
1、int 编码：保存的是可以用 long 类型表示的整数值。
2、raw 编码：保存长度大于44字节的字符串（redis3.2版本之前是39字节，之后是44字节）。
3、embstr 编码：保存长度小于44字节的字符串（redis3.2版本之前是39字节，之后是44字节）。
raw和embstr编码的区别
embstr与raw都使用redisObject和sds保存数据，区别在于，embstr的使用只分配一次内存空间（因此redisObject和sds是连续的），而raw需要分配两次内存空间（分别为redisObject和sds分配空间）。因此与raw相比，embstr的好处在于创建时少分配一次空间，删除时少释放一次空间，以及对象的所有数据连在一起，寻找方便。而embstr的坏处也很明显，如果字符串的长度增加需要重新分配内存时，整个redisObject和sds都需要重新分配空间，因此redis中的embstr实现为只读。
ps：Redis中对于浮点数类型也是作为字符串保存的，在需要的时候再将其转换成浮点数类型。
（3）list
列表对象的编码可以是 ziplist(压缩列表) 和 linkedlist(双端链表)。
ziplist和linkedlist编码的区别
当同时满足下面两个条件时，使用ziplist（压缩列表）编码：
1、列表保存元素个数小于512个
2、每个元素长度小于64字节
不能满足这两个条件的时候使用 linkedlist 编码。
ps：上面两个条件可以在redis.conf 配置文件中的 list-max-ziplist-value选项和 list-max-ziplist-entries 选项进行配置。
（4）hash
哈希对象的编码可以是ziplist(压缩列表)或者hashtable(哈希表)。
ziplist和hashtable编码的区别
和上面列表对象使用 ziplist 编码一样，当同时满足下面两个条件时，使用ziplist（压缩列表）编码：
1、列表保存元素个数小于512个
2、每个元素长度小于64字节
不能满足这两个条件的时候使用 hashtable 编码。
ps：第一个条件可以通过配置文件中的 set-max-intset-entries 进行修改。
（5）set
集合对象的编码可以是 intset 或者 hashtable。
intset 编码的集合对象使用整数集合作为底层实现，集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合中。
hashtable 编码的集合对象使用字典作为底层实现，字典的每个键都是一个字符串对象，这里的每个字符串对象就是一个集合中的元素，而字典的值则全部设置为null。
intset和hashtable编码的区别
当集合同时满足以下两个条件时，使用 intset 编码：
1、集合对象中所有元素都是整数
2、集合对象所有元素数量不超过512
不能满足这两个条件的就使用 hashtable 编码。
ps：第二个条件可以通过配置文件的 set-max-intset-entries 进行配置。
（6）zset
有序集合的编码可以是 ziplist 或者 skiplist，为每个元素设置一个分数（score）作为排序依据。
ziplist编码的有序集合对象使用压缩列表作为底层实现，每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员，第二个节点保存元素的分值。并且压缩列表内的集合元素按分值从小到大的顺序进行排列。
ziplist编码
skiplist 编码的有序集合对象使用 zet 结构作为底层实现，一个 zset 结构同时包含一个字典和一个跳跃表：
typedef struct zset{
//跳跃表
zskiplist *zsl;
//字典
dict *dice;
} zset;
skiplist编码
这两种数据结构会通过指针来共享相同元素的成员和分值，所以不会产生重复成员和分值，造成内存的浪费。
当有序集合对象同时满足以下两个条件时，对象使用 ziplist 编码：
1、保存的元素数量小于128；
2、保存的所有元素长度都小于64字节。
不能满足上面两个条件的使用 skiplist 编码。
ps：以上两个条件也可以通过Redis配置文件zset-max-ziplist-entries 选项和 zset-max-ziplist-value 进行修改。
4、内存回收和内存共享
（1）内存回收
Redis的内存回收基于redisObject 结构中的 refcount 属性实现，具体变化如下：
1、创建一个新对象，属性 refcount 初始化为1
2、对象被一个新程序使用，属性 refcount 加 1
3、对象不再被一个程序使用，属性 refcount 减 1
4、当对象的引用计数值变为 0 时，对象所占用的内存就会被释放。
Redis计数API
在redis.conf 配置文件中，在 MEMORY MANAGEMENT下有个 maxmemory-policy 配置，当内存使用达到最大值时，redis使用的清除策略。有以下几种可以选择：
1）volatile-lru 利用LRU算法移除设置过过期时间的key (LRU:最近使用 Least Recently Used) 。
2）allkeys-lru 利用LRU算法移除任何key 。
3）volatile-random 移除设置过过期时间的随机key 。
4）allkeys-random 移除随机key。
5）volatile-ttl 移除即将过期的key(minor TTL) 。
6）noeviction noeviction 不移除任何key，只是返回一个写错误 ，默认选项。
通过这种配置，也可以对内存进行回收。
（2）内存共享
refcount 属性除了能实现内存回收以外，还能用于内存共享。
如通过如下命令set k1 100,创建一个键为k1，值为100的字符串对象，接着通过如下命令set k2 100 ，创建一个键为k2，值为100 的字符串对象，Redis会将数据库键的值指针指向一个现有值的对象，将被共享的值对象引用refcount加1。
内存共享
ps：Redis的共享对象目前只支持整数值的字符串对象。之所以如此，实际上是对内存和CPU（时间）的平衡：共享对象虽然会降低内存消耗，但是判断两个对象是否相等却需要消耗额外的时间。对于整数值，判断操作复杂度为O(1)；对于普通字符串，判断复杂度为O(n)；而对于哈希、列表、集合和有序集合，判断的复杂度为O(n^2)。
虽然共享对象只能是整数值的字符串对象，但是5种类型都可能使用共享对象（如哈希、列表等的元素可以使用）。
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