redis是一個key-value儲存系統。和Memcached類似，它支援儲存的value型別相對更多，包括string(字串)、list(連結串列)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（雜湊型別）

　　redis字串：在redis-Client中執行以下命令：

SET USER_NAME zhangsan

　　會建立一個key為USER_NAME，value為zhangsan 的鍵值對。那麼，那麼這個字串的值 "zhangsan" 在資料庫中是以哪種資料結構儲存的呢?

RedisObject物件

　　redis並沒有直接只用string list set等來直接實現鍵值對資料庫，而是根據這些資料結構建立了一個物件系統，這個系統包含了redis中五種資料結構。並且redis物件中記錄最後一次訪問時間，伺服器會根據這個時間刪除物件，從而釋放記憶體(如果啟用了maxmemory功能的情況下).

　　redisObject資料結構分析:

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:REDIS_LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

　　type：佔用4個bit位，記錄了物件的型別REDIS_STRING 0，REDIS_LIST 1，REDIS_SET 2，REDIS_ZSET 3，REDIS_HASH 4

　　ptr：該指標執行物件底層實現資料結構，這些資料結構物件由encoding屬性決定。

　　encoding屬性：記錄了物件所使用的編碼，也就是說物件使用了什麼資料結構作為物件底層實現。

　　可以這樣理解：type記錄的資料結構是針對redis使用者來說的。encoding記錄的資料結構是redis底層的具體實現。並且每種型別的物件redis至少兩種不同的編碼，也就是兩種不同的實現方式。使用 OBJECT ENCODING命令來檢視資料庫鍵的值物件編碼。

　　可以看到“zhangsan”的編碼是embstr.

字串物件

　　字串物件的編碼可以是int ,raw 或者embstr.如果一個字串物件儲存的是整數值，並且這個整數值可以用long型別標識，那麼字串物件將以整數值儲存在ptr屬性裡面，並將字串物件的編碼設定為INT。

　　如果對"zhang_san"字串進行修改，型別會變成raw。

　　為什麼對字串進行更改時，會變成raw型別呢，emptr型別與raw型別有什麼區別呢，接下類針對這兩個具體型別進行詳細描述。

　　embstr編碼是為專門儲存短字串的一種編碼方式，這種編碼和raw編碼一樣，都使用redisObject結構和sdshdr結構來標識字串物件，但raw編碼會呼叫兩次記憶體分配函式來建立redisObject結構和sdshdr結構，而embstr編碼則通過呼叫一次記憶體分配函式來分配一塊連續的空間，空間中一次包含redisObject和sdshdr兩個結構。

SDS資料結構

　　在c語言中，傳統的字串以空字元結尾的字元陣列來表示，redis並沒有直接使用這種傳統的字串標識，而是自己構建了一種名為(simple dynamid string ,SDS)的抽象型別，並將SDS用作Redis預設字串表示。在redis中c字串只會用在一些無需對字串值修改的地方。

typedef char *sds;
struct sdshdr {
    int len;
    int free;
    char buf[];
};

　　其中len表示buf中已佔用空間的長度，free中表示buf中可剩餘空間的長度，buf是資料空間，如下圖所示。

　　free屬性值為0，表示這個SDS沒有分配任何未使用空間，len為5表示這個SDS儲存了一個五個位元組的字串，buf為一個char型別的陣列，陣列的前五個位元組分別儲存了'H','E','L','L','O'五個字元，最後一個位元組則儲存了空字串\0.

SDS字串與C字串的區別

• C語言使用長度為N+1的字元陣列來表示長度為N的字串，並且字元陣列的最後一個元素總是空字元'\0'.（java也是用的char[]）
• 獲取字串的長度，對c語言字串來說，c字串並不記錄自身的長度，獲取一個c字串的長度必須遍歷整個字串，這個操作的複雜度為O(n)的。而redis的STRLEN命令的複雜度僅為O（1）。
• 減少記憶體分配的次數，c字串並不記錄自身長度，因此每次增長或者縮短一個字串時，都需要對記憶體進行一次記憶體重新分配的操作。對於redis中sds來說會進行空間預分配：（可以參考JAVA 中 ArrayList這種資料結構的擴容，他們是類似的。ArrayList沒記錯的話是每次擴1.5倍）。

sds sdsMakeRoomFor(sds s, size_t addlen) {

    struct sdshdr *sh, *newsh;

    // 獲取sds目前空閒的長度
    size_t free = sdsavail(s);

    size_t len, newlen;

    // 空間足夠，則直接返回，不重新分配
    if (free >= addlen) return s;

    // 獲取 s 目前已佔用空間的長度
    len = sdslen(s);
    sh = (void*) (s-(sizeof(struct sdshdr)));

    // s 最少需要的長度
    newlen = (len+addlen);

    // 根據新長度，為 s 分配新空間所需的大小
    if (newlen < SDS_MAX_PREALLOC)
        // 如果新長度小於 SDS_MAX_PREALLOC 
        // 那麼為它分配兩倍於所需長度的空間
        newlen *= 2;
    else
        // 否則，分配長度為目前長度加上 SDS_MAX_PREALLOC
        newlen += SDS_MAX_PREALLOC;
    // T = O(N)
    newsh = zrealloc(sh, sizeof(struct sdshdr)+newlen+1);

    // 記憶體不足，分配失敗，返回
    if (newsh == NULL) return NULL;

    // 更新 sds 的空餘長度
    newsh->free = newlen - len;

    // 返回 sds
    return newsh->buf;
}

• 同時sds是惰性空間釋放，當sds字串縮短操作時不會立即free（）空間，而是使用free屬性將這些位元組的數量記錄起來，並等待將來使用。
• C字串中的字元必須符合某種編碼，比如(ASCII),並且出了字串末尾之外，字串裡不能包含空字元，否則會認為已經到結尾，因此c字串只能儲存文字資料，而不能儲存圖片，音訊，視訊等二進位制資料。
• 同時c字串提供的api是不安全的，比如在修改內容時忘記分配空間。

　　總結:

　　對SET key HELLO 命令執行後，內部儲存結構示意圖。