Redis存储结构细节拆解，跟着一步步慢慢弄懂redis到底咋回事

要弄懂Redis是怎么回事,我们可以把它想象成一个超级高效、专门存放各种数据的“大柜子”，这个柜子不像我们家里那种只有一层隔板的柜子，它内部有各种不同形状、不同用途的“小抽屉”和“格子”，专门用来放不同类型的东西，这样找起来、用起来就特别快，下面我们就一步步打开这个柜子，看看里面到底是怎么安排的。

我们得知道,Redis最核心的东西是它的“键值对”模型，这就像我们给每个存放的东西贴上一个独一无二的标签（这就是“键”），然后通过这个标签就能快速找到东西本身（这就是“值”），我把我的“姓名”这个标签，对应到“张三”这个值上，这只是个最简单的例子，Redis的强大之处在于，这个“值”可以不仅仅是简单的数字或字符串，它可以是好几种更复杂的结构，这就是Redis的“数据结构”，也是它那个大柜子里各种不同抽屉的由来。

我们来一个个看这些神奇的“抽屉”：

字符串（String）抽屉：这是最基础的格子。 它就用来放一些最基本的东西，比如一个文本字符串、一个数字、甚至是一张图片的二进制数据，你可以把它想象成一个小方盒，里面就放一样东西，它的操作也很直接，存”和“取”，可以用来缓存一个网页的HTML内容，或者记录用户的登录状态令牌。

哈希（Hash）抽屉：这个抽屉像是一个带有很多小格子的收纳盒。 它特别适合存放一个对象的多个属性，要存一个用户的信息，如果用String，你可能得为用户的姓名、年龄、城市分别存三个键，很麻烦，但用Hash抽屉，你只需要一个总的键，user:1001”，然后在这个键下面，可以存放多个字段和值：name->"李四"，age->"28"，city->"北京"，这样，要获取或修改用户的某个属性就非常方便和高效，不用把整个对象都取出来。

列表（List）抽屉：这个抽屉像一个只能从两头开口的管道。 你可以从左边推进去一个元素，也可以从右边推进去一个元素；同样，可以从左边或右边弹出一个元素，这就让它特别适合做那种有顺序的、像排队一样的操作，最典型的应用就是“消息队列”：生产者从列表左边放入消息，消费者从列表右边取出消息进行处理，它也可以用来存储用户的最新动态列表。

集合（Set）抽屉：这个抽屉像个大箩筐，里面放的东西是无序的，但最关键的是，筐里的每个东西都是唯一的，不允许重复。 你可以往筐里扔东西，也可以判断某个东西在不在筐里，还可以很方便地找出两个筐（两个集合）之间的共同部分（交集）、不同部分（差集）或者合并起来（并集），这个特性让它在“标签系统”、“共同好友”等场景下大显身手，给一篇文章打上“科技”、“编程”、“Redis”三个标签，其实就是把文章ID分别放入这三个标签对应的Set抽屉里。

有序集合（Sorted Set / ZSet）抽屉：这是最复杂但也非常强大的一个抽屉。 它结合了Set和List的特点，像Set一样，里面的每个元素都是唯一的；它为每个元素都关联了一个分数（score），然后根据这个分数的大小来给元素排序，这样，你既可以快速判断一个元素是否存在（Set的特性），又可以按照分数范围来获取元素，获取分数最高的前10名”，排行榜功能就是它的经典用法，比如游戏里的玩家积分榜。

Redis是怎么在内部管理这些“抽屉”里的数据的呢？这里就要提到一个关键点（根据参考资料《Redis设计与实现》中提到，Redis使用了自定义的数据结构来实现这些类型），那个最简单的String类型，Redis并不是傻傻地直接存储，而是采用了一个叫“简单动态字符串（SDS）”的结构，这个结构能更高效地处理字符串长度的变化，而对于哈希类型，在数据量小的时候，Redis会使用一种更节省内存的“压缩列表”方式存储，只有当数据量变大时，才会转为真正的哈希表结构，这是一种权衡性能和空间的优化策略。

所有这些“键”（也就是我们贴的标签）和它们对应的“值”（各种结构的抽屉），都被Redis放在一个巨大的“键空间字典”里，你可以把这个字典想象成整个柜子的总索引，通过这个索引，Redis能用非常快的速度（时间复杂度接近O(1)）定位到任何一个键和它对应的值存储在内存的哪个位置。

Redis之所以又快又灵活,就是因为它不是一个简单的“键-字符串”柜子，而是一个精心设计了多种“数据结构抽屉”的智能存储系统，你根据你要存放的数据特点（是否需要顺序？是否允许重复？是否是多个属性？），选择最合适的那个抽屉，就能最大限度地发挥Redis的性能优势，理解这些“抽屉”的用途和特性，就是弄懂Redis怎么回事的关键第一步。