Redis运行于独立的进程，将数据保存在内存中，并提供多种手段持久化内存数据。

数据结构

Redis没有传统数据库的table模型。schema所对应的db仅以编号区分。实际使用中，通常以“:”作为分隔符，将命名空间值和业务key相连接。

Redis常用的value包含5种数据类型:string、list、set、map、sorted-sort

value通用数据结构

typedef struct redisObject{
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:REDIS_LRU_BITS;
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;
复制

• type: 指的是string、list等结构化数据类型

• encoding: 指的是结构化类型具体的实现方式，同一个类型可以有多种实现，例如String可以用int来承载，可以用封装的char[]来承载，List可以用ziplist或者链表来承载

• lru: 本对象的空转时长，用于有限内存下长久不访问的对象的清理

• refcount: 应用计数用于对象的垃圾回收

• ptr: 以encoding方式实现这个对象的实际承载者的地址。

String

String可以表达3种值的类型:

• 字节串

• 整数

• 浮点数

三种类型根据具体场景由Redis完成相互间自动转型，整数和浮点数类型的value具备自增、自减等数字型操作。

针对String类型的value还具备简单的CAS操作，根据给定的key是否存在设置值。

基本操作

针对String类型的value还具备简单的CAS操作，根据给定的key是否存在设置值。

内存数据结构

String类型value内部以int、SDS(simple dynamic string)作为结构存储。int用来存放整形数据，sds存放字节/字符串和浮点型数据。

sds结构

typedef struct sdshdr{
    unsigned int len;
    unsigned int free;
    char buf[];
};
复制

buf[]数组：存储了字节串的内容，但是它本身的长度通常大于所存储的内容的长度，所存储的内容的长度可以通过len字段直接在O(1)的复杂度内得出。

Redis采用类似C的做法存储字符串，即以'\0'结尾，但是这并不表示业务数据内容不能包含'\0'。

上图示例中，len的值为5，free的值为2。

buf中free区域的引入提升了sds对于字节串处理的能力，减少了处理过程中可能遇到的内存申请和释放的次数。如果APPEND操作的字节串的长度大于free的值，则需要扩容，如果小于free的值，不用进行扩容，不用重新申请内存。

对字节串长度进行缩减操作时，buf中的free部分不会立即释放而是继续保留以便后续操作利用。

buf的扩容和缩容

当业务操作超出了buf的现有容量时，sds会对buf进行扩容，触发条件如下：

• 字节串初始化时，buf的大小=len+1，即加上作为界定符的'\0'刚好等于业务数据的长度。

• 当对串的操作完成后预期的串长度小于1MB时，扩容后的buf大小=业务串预期长度*2+1，即不考虑最后的'\0'，buf倍增

• 对于大于1MB的长串，buf总是留出1MB的free空间，即buf以业务串的2倍来扩容，单最大留出1MB的空间。

字节串和字符串

sds中存储的内容可以是ASCII字符串，也可以是字节串。由于sds通过len字段确定业务串的长度，业务串可以存储非文本内容。

sds编码优化

value部分通常由两部分构成:redisObject和redisObject的ptr指向的sds部分。在创建value对象时，通常需要为redisObject和sds申请两次内存。对于很多短小的字节串，sds长度较小，可以把redisObject和sds连续存放，在创建redisObject时，一次性将sds对象的内存也申请了，初始化redisObject时同时设置sds的内容。