轉(zhuǎn)載自：http://www.cnblogs.com/shanyou/archive/2012/09/04/2670972.html
Redis開創(chuàng)了一種新的數(shù)據(jù)存儲思路，使用Redis，我們不用在面對功能單調(diào)的數(shù)據(jù)庫時，把精力放在如何把大象放進冰箱這樣的問題上，而是利用Redis靈活多變的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)操作，為不同的大象構(gòu)建不同的冰箱。
Redis常用數(shù)據(jù)類型
Redis最為常用的數(shù)據(jù)類型主要有以下五種：
- String
- Hash
- List
- Set
- Sorted set
在具體描述這幾種數(shù)據(jù)類型之前，我們先通過一張圖了解下Redis內(nèi)部內(nèi)存管理中是如何描述這些不同數(shù)據(jù)類型的：
首先Redis內(nèi)部使用一個redisObject對象來表示所有的key和value,redisObject最主要的信息如上圖所示：type代表一個value對象具體是何種數(shù)據(jù)類型，encoding是不同數(shù)據(jù)類型在redis內(nèi)部的存儲方式，比如：type=string代表value存儲的是一個普通字符串，那么對應(yīng)的encoding可以是raw或者是int,如果是int則代表實際redis內(nèi)部是按數(shù)值型類存儲和表示這個字符串的，當(dāng)然前提是這個字符串本身可以用數(shù)值表示，比如:"123" "456"這樣的字符串。
這里需要特殊說明一下vm字段，只有打開了Redis的虛擬內(nèi)存功能，此字段才會真正的分配內(nèi)存，該功能默認是關(guān)閉狀態(tài)的，該功能會在后面具體描述。通過上圖我們可以發(fā)現(xiàn)Redis使用redisObject來表示所有的key/value數(shù)據(jù)是比較浪費內(nèi)存的，當(dāng)然這些內(nèi)存管理成本的付出主要也是為了給Redis不同數(shù)據(jù)類型提供一個統(tǒng)一的管理接口，實際作者也提供了多種方法幫助我們盡量節(jié)省內(nèi)存使用，我們隨后會具體討論。
下面我們先來逐一的分析下這五種數(shù)據(jù)類型的使用和內(nèi)部實現(xiàn)方式：
- String
常用命令：
set,get,decr,incr,mget 等。
應(yīng)用場景：
String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型，普通的key/value存儲都可以歸為此類，這里就不所做解釋了。
實現(xiàn)方式：
String在redis內(nèi)部存儲默認就是一個字符串，被redisObject所引用，當(dāng)遇到incr,decr等操作時會轉(zhuǎn)成數(shù)值型進行計算，此時redisObject的encoding字段為int。
- Hash
常用命令：
hget,hset,hgetall 等。
應(yīng)用場景：
我們簡單舉個實例來描述下Hash的應(yīng)用場景，比如我們要存儲一個用戶信息對象數(shù)據(jù)，包含以下信息：
用戶ID為查找的key，存儲的value用戶對象包含姓名，年齡，生日等信息，如果用普通的key/value結(jié)構(gòu)來存儲，主要有以下2種存儲方式：
第一種方式將用戶ID作為查找key,把其他信息封裝成一個對象以序列化的方式存儲，這種方式的缺點是，增加了序列化/反序列化的開銷，并且在需要修改其中一項信息時，需要把整個對象取回，并且修改操作需要對并發(fā)進行保護，引入CAS等復(fù)雜問題。
第二種方法是這個用戶信息對象有多少成員就存成多少個key-value對兒，用用戶ID+對應(yīng)屬性的名稱作為唯一標(biāo)識來取得對應(yīng)屬性的值，雖然省去了序列化開銷和并發(fā)問題，但是用戶ID為重復(fù)存儲，如果存在大量這樣的數(shù)據(jù)，內(nèi)存浪費還是非常可觀的。
那么Redis提供的Hash很好的解決了這個問題，Redis的Hash實際是內(nèi)部存儲的Value為一個HashMap，并提供了直接存取這個Map成員的接口，如下圖：
也就是說，Key仍然是用戶ID, value是一個Map，這個Map的key是成員的屬性名，value是屬性值，這樣對數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過 key(用戶ID) + field(屬性標(biāo)簽) 就可以操作對應(yīng)屬性數(shù)據(jù)了，既不需要重復(fù)存儲數(shù)據(jù)，也不會帶來序列化和并發(fā)修改控制的問題。很好的解決了問題。
這里同時需要注意，Redis提供了接口(hgetall)可以直接取到全部的屬性數(shù)據(jù),但是如果內(nèi)部Map的成員很多，那么涉及到遍歷整個內(nèi)部Map的操作，由于Redis單線程模型的緣故，這個遍歷操作可能會比較耗時，而另其它客戶端的請求完全不響應(yīng)，這點需要格外注意。
實現(xiàn)方式：
上面已經(jīng)說到Redis Hash對應(yīng)Value內(nèi)部實際就是一個HashMap，實際這里會有2種不同實現(xiàn)，這個Hash的成員比較少時Redis為了節(jié)省內(nèi)存會采用類似一維數(shù)組的方式來緊湊存儲，而不會采用真正的HashMap結(jié)構(gòu)，對應(yīng)的value redisObject的encoding為zipmap,當(dāng)成員數(shù)量增大時會自動轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時encoding為ht。
- List
常用命令：
lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等。
應(yīng)用場景：
Redis list的應(yīng)用場景非常多，也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，比如twitter的關(guān)注列表，粉絲列表等都可以用Redis的list結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，比較好理解，這里不再重復(fù)。
實現(xiàn)方式：
Redis list的實現(xiàn)為一個雙向鏈表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過帶來了部分額外的內(nèi)存開銷，Redis內(nèi)部的很多實現(xiàn)，包括發(fā)送緩沖隊列等也都是用的這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
- Set
常用命令：
sadd,spop,smembers,sunion 等。
應(yīng)用場景：
Redis set對外提供的功能與list類似是一個列表的功能，特殊之處在于set是可以自動排重的，當(dāng)你需要存儲一個列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時，set是一個很好的選擇，并且set提供了判斷某個成員是否在一個set集合內(nèi)的重要接口，這個也是list所不能提供的。
實現(xiàn)方式：
set 的內(nèi)部實現(xiàn)是一個 value永遠為null的HashMap，實際就是通過計算hash的方式來快速排重的，這也是set能提供判斷一個成員是否在集合內(nèi)的原因。
Sorted set
常用命令：
zadd,zrange,zrem,zcard等
使用場景：
Redis sorted set的使用場景與set類似，區(qū)別是set不是自動有序的，而sorted set可以通過用戶額外提供一個優(yōu)先級(score)的參數(shù)來為成員排序，并且是插入有序的，即自動排序。當(dāng)你需要一個有序的并且不重復(fù)的集合列表，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如twitter 的public timeline可以以發(fā)表時間作為score來存儲，這樣獲取時就是自動按時間排好序的。
實現(xiàn)方式：
Redis sorted set的內(nèi)部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來保證數(shù)據(jù)的存儲和有序，HashMap里放的是成員到score的映射，而跳躍表里存放的是所有的成員，排序依據(jù)是HashMap里存的score,使用跳躍表的結(jié)構(gòu)可以獲得比較高的查找效率，并且在實現(xiàn)上比較簡單。