Redis作為當前使用非常廣泛的內存數據庫，在代碼層面做了很多極致的優化，已獲取更好的性能。其中重要的一部分，就是對于底層數據結構的使用。Redis會根據數據量、數據大小等來優化對于不同結構的使用，從而獲得更佳的運行效率和內存占用。Redis的核心數據結構包括簡單動態字符串、列表、字典、跳躍表、整數集合、壓縮列表。

接下來，我們就依次講講這些數據結構。

簡單動態字符串（SDS）

Redis是用C語言實現的。先復習一下C，C里的字符串中不記錄字符串長度，以空字符標記結尾。這樣會顯而易見的帶來三個問題：1.獲取字符串長度需要O(n)的復雜度；2.操作不慎會導致緩沖區溢出，例如內存中緊鄰的兩個字符串，如果對前一個調用strcat拼接其他字符串，就會造成溢出；3. 一些特殊內容，如圖像、音頻等轉成二進制時，難免其中夾雜空字符等特殊字符，這樣就無法被C字符串存儲了，即C字符串不具備二進制安全性。

而這幾點，對于Redis的應用場景來說，影響其實都是非常大的。因此，在redis中定義了一個新的結構，用來保存字符串，即SDS。

SDS的核心思想就是額外使用一個字段記錄字符串的長度，這樣，上面三個問題就都迎刃而解了。

此外，redis從4.0開始對SDS做了一個代碼層面的優化，優化了內存占用，不過不影響其底層邏輯。

這是redis 3.0里SDS的源碼：

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

而這是redis 4.0之后SDS的源碼:

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr5 {unsigned char flags; /* 3 lsb of type, and 5 msb of string length */char buf[]; }; struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {uint8_t len; /* used */uint8_t alloc; /* excluding the header and null terminator */unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */char buf[]; }; struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr16 {uint16_t len; /* used */uint16_t alloc; /* excluding the header and null terminator */unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */char buf[]; }; struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr32 {uint32_t len; /* used */uint32_t alloc; /* excluding the header and null terminator */unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */char buf[]; }; struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr64 {uint64_t len; /* used */uint64_t alloc; /* excluding the header and null terminator */unsigned char flags; /* 3 lsb of type, 5 unused bits */char buf[]; };

可以看到，在新版的源碼里，數據存儲會根據情況使用uint8,uint16等不同類型。在C里，一個int占用4個字節，因此，對于原版的SDS來說，即使存儲的信息非常少，也會固定占到8個字節。而uint8只占一個字節，uint16只占2個字節，對于小數據來說，redis的內存占用會有明顯優化。

此外，redis會有空間預分配、惰性釋放等機制，減少內存分配的次數。SDS的實現方式也保證了大部分方法可以兼容C字符串，減少了大量實現成本。

鏈表

Redis里的鏈表是一個普通的雙向無環鏈表，相信大家都很熟悉了，就不細說了，結構如下。

typedef struct listNode {struct listNode *prev;struct listNode *next;void *value;} listNode;

Redis中的列表對象，底層就是鏈表。

字典

字典也就是我們常說的map。

typedef struct dictht {dictEntry **table;unsigned long size; //hash表長度unsigned long sizemask;unsigned long used; //已有的長度} dictht;

Redis中的字典是hash表，使用鏈地址法解決hash地址沖突。

類似于java等語言中的hashMap, redis的字典也會有rehash的機制，保證其負載因子維持在合理的范圍內。

跳躍表 (skiplist)

Skiplist是一種應用非常廣的數據結構，通常是作為AVL樹的一種替代選擇，和AVL樹一樣，skiplist的查找復雜度也是O(logn), 但是實現會簡單的多，下邊我們用短短的幾行字就能把SkipList的所有內容講的非常清楚。此外，在并發環境下，SkipList也會有很大優勢，因為AVL數在平衡過程中，可能會涉及到很多節點，也就需要鎖住很多節點，SkipList則完全不存在這種問題。

從網上找了一張示意圖，可以很清楚的展示出SkipList的結構。跳躍表說白了就是一個多層的列表，每一個元素會隨機的出現在某一層上，然后某一層的鏈表中會包含所有高于或等于本層的元素。

跳躍表的查找就是從高層查起，逐步降層，定位到具體元素。比如要查詢7， 其順序就是9->6->7.

跳躍表的插入也是先做一次查找，然后直接給元素設置一個隨機的層數，再調整指針。

刪除則是刪除節點，然后調整指針。

Redis中的有序集合，就是基于跳躍表實現的。

整數集合(intset)和壓縮列表(ziplist)

這兩個結構非常像，因此就放在一起講了。它們都是針對特定條件下的小數據集做的特定優化。

整數集合是一個有序集合，使用的條件是集合中只包含整數，且元素個數不多。

壓縮列表同樣是針對列表項非常少的情況，且要求元素只能是小整數值或短字符串。它可以提供類似雙向鏈表的功能。

因為整數集合和壓縮列表都是針對小數據集的，所以可以使用連續的內存空間去保存，實現也就簡單了很多，這里就不細說了。

在實際應用中，zipList可以作為鏈表或者字典的替代品，應用在redis的列表、哈希、有序集合中。整數集合則作為字典的替代品，用在集合對象中。

以上就是redis中主要的數據結構，在這些結構的基礎上，redis實現了大量功能完善的對象，供我們使用。理解了redis這些底層結構的原理，也可以幫助我們更好的發揮redis的價值。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的redis session java获取attribute_redis里的数据结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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