Redis是采用数据结构丰富且底层实现巧妙的数据库系统,其5大主要数据类型——String、List、Hash、Set、ZSet,都有独特的底层实现。首先,所有键值对都通过redisObject对象进行包装,节省内存。例如,Ziplist是一个连续内存块构成的数据结构,用于存储哈希键、List键和小规模ZSet键,它通过位段定义节省空间。对于List,Redis 3.2后使用quicklist,它结合了ziplist和linkedlist的优势,通过控制ziplist节点大小优化性能。而对于字符串,Redis采用SDS结构,有3种编码方式,并运用空间预分配和惰性空间释放策略优化内存使用。Set的存储方式根据元素类型和数量选择intset(整数数组)或hashtable(类似HashMap)。ZSet则根据元素数量和大小选择ziplist或skiplist,后者是一个包含字典和跳跃表的结构,提供高效的查找。Redis的Hash使用数组+链表结构,并采用渐进式rehash来处理哈希冲突和性能提升。rehash在空闲时后台进行,避免请求时的性能影响。整个系统的设计旨在高效利用内存并保持操作的快速响应。总之,Redis通过精细的数据结构设计和内存管理,为不同类型的数据提供了高效且空间优化的存储方式。