String类型结构

保存数据结构(SDS)

保存数据包含字符串类型，String类型简单字符串(simple Dynamic String, SDS)结构保存，len、alloc、buf。len、alloc是额外的开销。

  • buf：字节数组，保存实际的数据。在字节最后加”\0”表示结束，额外占用1字符。

  • len：占4字节，表示buf的已用长度。

  • alloc：占4字节，表示buf实际分配长度，一般大于len。

RedisObject结构

RedisObject包含8字节元数据（最后访问时间、被引用次数等）和8字节指针（指向实际数据SDS指针），这个指针会根据数据结构具体数据类型做处理。

int、embstr和raw三种编码模式区别

int编码

当保存的数类型是整数是，RedisObject中的指针直接赋值为整数数据，不用额外的指针在指向整数，节约空间

embstr编码

保存的数据是字符串类型，并且小于等于44字节时，RedisObject中的元数据、指针和SDS是一块连续的内存空间区域，避免内存碎片化。

raw编码

当字符串大于44字节，SDS的数据量就开始变多，SDS和RedisObject不放在一起，单独给SDS分配独立空间，并用指针指向SDS

dictEntry结构

Redis是使用一个全局hash表保存所有键值对，哈希表每项都是一个dictEntry结构体，用来指向一个键值对。

dictEntry结构中有三个8字节的指针，分别是key、value以及下个dictEntry，三个指针共24字节。实际分配32字节空间。

redis使用内存分配库jemalloc，jemalloc是按照接近N的2的幂次作为分配空间。比如申请6字节空间，会分配8字节空间。

节省空间的数据结构

压缩列表是非常节省内存的结构。

压缩列表构成

表头三个字段zlbytes、zltail和zllen，代表列表长度、列表尾的偏移量以及列表中的entry个数。压缩列表尾部zlend，表示列表结束。

压缩列表节省空间是因为使用连续的entry保存数据，无需额外的指针连接，这样就节省指针所用的空间

entry结构

prev_len

表示前一个entry的长度。prev_len有两种取值情况：1字节和5字节。

  • 取1字节时，表示上一个entry的长度小于254字节，255是zlend的默认值，所以不使用
  • 取5字节时，表示上一个entry的长度大于254字节

1字节的值表示数值范围时0到255，有符号字节 数值范围127～-128

https://blog.csdn.net/weixin_38357164/article/details/87912475

len

表示自身长度，4字节

encoding

表示编码格式，1字节

content

保存实际数据

Redis 基于压缩列表实现了 List、Hash 和 Sorted Set 这样的集合类型，这样做的最大好处就是节省了 dictEntry 的开销。

Redis Hash 类型

Redis Hash 类型的两种底层实现结构，分别是压缩列表和哈希表。Hash 类型设置了用压缩列表保存数据时的两个阈值，一旦超过了阈值，Hash 类型就会用哈希表来保存数据了。

这两个阈值分别对应以下两个配置项：

  • hash-max-ziplist-entries：表示用压缩列表保存时哈希集合中的最大元素个数。
  • hash-max-ziplist-value：表示用压缩列表保存时哈希集合中单个元素的最大长度。

如果我们往 Hash 集合中写入的元素个数超过了 hash-max-ziplist-entries，或者写入的单个元素大小超过了 hash-max-ziplist-value，Redis 就会自动把 Hash 类型的实现结构由压缩列表转为哈希表。

一旦从压缩列表转为了哈希表，Hash 类型就会一直用哈希表进行保存，而不会再转回压缩列表了。在节省内存空间方面，哈希表就没有压缩列表那么高效了。

为了能充分使用压缩列表的精简内存布局，我们一般要控制保存在 Hash 集合中的元素个数。

注意

在保存的键值对本身占用的内存空间不大时，String 类型的元数据开销就占据主导了，这里面包括了 RedisObject 结构、SDS 结构、dictEntry 结构的内存开销。针对这种情况，我们可以使用压缩列表保存数据。

我还想再给你提供一个小方法：如果你想知道键值对采用不同类型保存时的内存开销，可以在这个网址里输入你的键值对长度和使用的数据类型，这样就能知道实际消耗的内存大小了。建议你把这个小工具用起来，它可以帮助你充分地节省内存。