一、字符串 SDS
Redis的底层的字符串并不是使用C语言字符串(C字符串)，而是自己定义了动态字符串
五种数据类型对应的实现：String
记录长度
C字符串由于没有记录字符串长度，每次执行计算长度时都会每个字符进行计数，时间复杂度是O(N);在SDS由于记录了必要的空间长度，所以redis就算反复执行计算字符串长度时时间复杂度都是O(1)
防止缓存溢出
在C字符串中由于不记录自己的字符串长度，如果在执行修改字符串时没有提前分配空间就会造成长度溢出，而SDS记录了必要的空间长度，所以每次进行字符串修改操作时，会检查自身的空间是否足够容纳字符串的需求，检查如果空间不足时就会先进行内存重新分配才会执行操作，由于记录了必要的空间长度，所以这个检查的性能消耗是几乎可以忽略的。
减少内存重新分配
SDS通过减少了空间的重新分配，所以有效的提升了性能，SDS通过以下手段减少空间的重新分配：
- 1、空间预分配
在修改字符串时，SDS检查空间不足进行空间拓展时,如果拓展的空间小于1MB,就会拓展到字符串长度的两倍，例如一个字符串长度是13字节，SDS就会拓展到13+13+1（1字节是保存'\0',SDS对此不作记录）,这样SDS就额外多了13字节，当再有修改操作时就会检查额外空间，记录在free字段中，当要在进行修改时SDS就会检查额外空间加现有是否足够，足够就不需要进行内存重新分配，如果拓展的空间大于1MB时，就会直接在所需空间的基础上再多分配1MB的内存空间。
- 2、惰性空间释放
当修改字符串是一个缩短操作时，SDS并不会把空间释放掉，而是使用free记录额外空间，以备以后使用，这样就又减少了内存重新分配的次数
二进制安全
C字符串只能存储文本数据不能存储二进制数据，而Redis提供了API处理二进制数据使SDS能够存储图片、视频、压缩文件等二进制数据
兼容C字符串函数
SDS有自己的API也能使用C字符串的函数
总结：
二、双向链表（list）
Redis使用的C语言中并没有链表结构，Redis构建了自己的双向链表作为list的数据结构之一，因为双向链表占用的内存比压缩列表要多， 所以当创建新的列表键时， 列表会优先考虑使用压缩列表， 当list的元素比较多或者元素的长度都比较长的时候， 才从压缩列表实现转换到双向链表。
五种数据类型对应的实现：List
Redis中定义的双向链表listNode：
listNode组成双向链表，list用来持有和操作链表，结构如下：
三、字典(map)
C语言中没有内置字典的数据结构，Redis构建了自己的字典结构，Redis中的字典采用哈希表作为底层实现，一个哈希表有多个节点，每个节点保存一个键值对。Redis的数据库底层就是字典
字典是Hash的底层实现的数据结构之一，Hash默认使用压缩列表，当Hash包含的键值对比较多，或者键值对中的元素都是比较长的字符串时，Redis就会使用字典作为Hash的底层实现。
hash使用字典的条件：
- hash对象保存的键和值字符串长度都大于64字节
- hash对象保存的键值对数量大于512
五种数据类型对应的实现：Hash
下面是redis字典的哈希表结构定义如下：
hash表又是由dictEntry组成的，table中每个元素都会指向一个dictEntry
下面是dictEntry的结构定义，每个dictEntry就是一个键值对，结构定义如下：
字典是由哈希表组成的，哈希表由dictEntry组成，下面是字典的结构定义：
，其中type保存了一组操作键值对的函数，privdata是保存了传给函数的可选参数，ht数组中ht[0]是哈希表，h[1]是用于扩容时使用的。
，hash表的算法是使用sizemask计算出索引值，从而决定放在哈希数组table的哪个位置如下：
其中使用链地址法解决哈希冲突
rehash的步骤：
哈希表扩展的条件
在bgsave或者bgwriteaof是数据异步备份复制的操作，异步操作会创建子进程来完成，子进程会按照写时复制来优化，所以为了避免不必要的内存写入，最大限度的节约内存，在子进程运行期间尽量减少哈希表扩展操作
当哈希表的加载因子小于0.1时会自动进入缩容操作
渐进式rehash
扩容或者缩容是将h[0]键值rehash转移到h[1],这个操作不是一次性的转移，而是渐进式的
h[0]往h[1]完成完成转移后，h[0]的空间将会被清理同时被设置为h[0],h[1]被设置为h[0],下次rehash时再进行类似的转移和身份交替
链地址法解决哈希冲突
哈希冲突时形成一个单向链表解决哈希冲突
可以看到，Redis解决哈希冲突是使用next连接相同键值形成一个链表，也就是类似java中hashmap的链地址法
总结：
四、跳跃表（skiplist）
跳跃表是有序的数据结构，平均复杂度是O(logN),最坏复杂度是O(N)，跳跃表是sort set数据类型的底层数据结构实现之一
zskiplistNode是跳跃表的节点结构。zskiplist是保存跳跃表节点信息，比如节点数量，指向头尾节点的指针等信息。
五种数据类型对应的实现：SortSet
zskiplistNode的结构定义：
zskiplist的结构定义
跳跃表的结构图及属性如下:
跳表插入数据会在原有的数据上加上若干层，指向当前层的下一个节点，节点的层数是随机的生成的范围在1到32，生成原理是次幂定律（越大的数随机生成的机率越小），层数越高查询其他结点的速度就越快，而插入的顺序是按照分值进行从小到大插入，分值相等则按照存储对象的大小排序也从小到大排，每个结点存储的对象是唯一的
链表的检索效率非常低，而跳表改善解决了链表的检索效率低的问题
下面是查询23的例子，从头结点开始找，先跳到7，然后跳到19，然后到22，再到23，中间跳过了3和11
总结：
五、整数集合(intset)
整数集合(intset)是实现set数据类型的底层数据结构之一,其底层有两种实现方式，当value是整数值时，且数据量不大时使用inset来存储，其他情况都是用字典dict来存储。整数集合可以保证不会出现重复数据。
contents数组是整数集合的底层实现，整数集合的每一个元素都是contents数组的一个数组项，各个项按照数值的从小到大排序，并且不包含重复项
五种数据类型对应的实现：Set
整数集合数据结构定义如下：
encoding编码方式：共有三种，INTSET_ENC_INT16、INSET_ENC_INT32和INSET_ENC_INT64三种，分别对应不同的范围。Redis为了尽可能地节省内存，会根据插入数据的大小选择不一样的类型来进行存储。默认是INTSET_ENC_INT16
intset的结构图如下：
升级
降级
不支持降级，一旦升级就会保持升级后的状态或许再次升级的升级的状态
总结
六、压缩列表(ziplist)
压缩列表是Redis为了节约内存而开发的，是list和hash的底层实现之一。一个压缩列表可以包含任意多个节点，每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。
五种数据类型对应的实现：List，Hash
- List
当一个list只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数，要么就是长度比较短的字符串，redis就会使用压缩列表来做列表键的底层实现 - Hash
当一个hash只包含少量键值对，并且每个键值对的键和值要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用压缩列表来做hash的底层实现。
