Redis 为什么这么快？
Redis 内部做了非常多的性能优化，比较重要的有下面 3 点：
下面这张图片总结的挺不错的，分享一下，出自 Why is Redis so fast? 。
下面我们会深入讲解数据结构模块
Redis 常用的数据结构有哪些？
- 5 种基础数据结构：String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（散列）、Zset（有序集合）。
- 3 种特殊数据结构：HyperLogLogs（基数统计）、Bitmap （位存储）、Geospatial (地理位置)。
Redis 5 种基本数据结构详解
redis 共有 5 种基本数据结构：String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（散列）、Zset（有序集合）。
这 5 种数据结构是直接提供给用户使用的，是数据的保存形式，其底层实现主要依赖这 8 种数据结构：简单动态字符串（SDS）、LinkedList（双向链表）、Hash Table（哈希表）、SkipList（跳跃表）、Intset（整数集合）、ZipList（压缩列表）、QuickList（快速列表）。
Redis 基本数据结构的底层数据结构实现如下：
| String | List | Hash | Set | Zset |
|---|---|---|---|---|
| SDS | LinkedList/ZipList/QuickList | Hash Table、ZipList | ZipList、Intset | ZipList、SkipList |
Redis 3.2 之前，List 底层实现是 LinkedList 或者 ZipList。 Redis 3.2 之后，引入了 LinkedList 和 ZipList 的结合 QuickList，List 的底层实现变为 QuickList。
你可以在 Redis 官网上找到 Redis 数据结构非常详细的介绍：
- Redis Data Structuresopen in new window
- Redis Data types tutorialopen in new window
未来随着 Redis 新版本的发布，可能会有新的数据结构出现，通过查阅 Redis 官网对应的介绍，你总能获取到最靠谱的信息。
String（字符串）
介绍
String 是 Redis 中最简单同时也是最常用的一个数据结构。
String 是一种二进制安全的数据结构，可以用来存储任何类型的数据比如字符串、整数、浮点数、图片（图片的 base64 编码或者解码或者图片的路径）、序列化后的对象。
虽然 Redis 是用 C 语言写的，但是 Redis 并没有使用 C 的字符串表示，而是自己构建了一种 简单动态字符串（Simple Dynamic String，SDS）。相比于 C 的原生字符串，Redis 的 SDS 不光可以保存文本数据还可以保存二进制数据，并且获取字符串长度复杂度为 O(1)（C 字符串为 O(N)）,除此之外，Redis 的 SDS API 是安全的，不会造成缓冲区溢出。
# 常用命令
| 命令 | 介绍 |
|---|---|
| SET key value | 设置指定 key 的值 |
| SETNX key value | 只有在 key 不存在时设置 key 的值 |
| GET key | 获取指定 key 的值 |
| MSET key1 value1 key2 value2 … | 设置一个或多个指定 key 的值 |
| MGET key1 key2 ... | 获取一个或多个指定 key 的值 |
| STRLEN key | 返回 key 所储存的字符串值的长度 |
| INCR key | 将 key 中储存的数字值增一 |
| DECR key | 将 key 中储存的数字值减一 |
| EXISTS key | 判断指定 key 是否存在 |
| DEL key（通用） | 删除指定的 key |
| EXPIRE key seconds（通用） | 给指定 key 设置过期时间 |
应用场景
需要存储常规数据的场景
- 举例：缓存 session、token、图片地址、序列化后的对象(相比较于 Hash 存储更节省内存)。
- 相关命令：
SET、GET。
需要计数的场景
- 举例：用户单位时间的请求数（简单限流可以用到）、页面单位时间的访问数。
- 相关命令：
SET、GET、INCR、DECR。
分布式锁
利用 SETNX key value 命令可以实现一个最简易的分布式锁（存在一些缺陷，通常不建议这样实现分布式锁）。
String 还是 Hash 存储对象数据更好呢？
- String 存储的是序列化后的对象数据，存放的是整个对象。Hash 是对对象的每个字段单独存储，可以获取部分字段的信息，也可以修改或者添加部分字段，节省网络流量。如果对象中某些字段需要经常变动或者经常需要单独查询对象中的个别字段信息，Hash 就非常适合。
- String 存储相对来说更加节省内存，缓存相同数量的对象数据，String 消耗的内存约是 Hash 的一半。并且，存储具有多层嵌套的对象时也方便很多。如果系统对性能和资源消耗非常敏感的话，String 就非常适合。
在绝大部分情况，我们建议使用 String 来存储对象数据即可！
String 的底层实现是什么？
Redis 是基于 C 语言编写的，但 Redis 的 String 类型的底层实现并不是 C 语言中的字符串（即以空字符 \0 结尾的字符数组），而是自己编写了 SDS（Simple Dynamic String，简单动态字符串） 来作为底层实现。
SDS 最早是 Redis 作者为日常 C 语言开发而设计的 C 字符串，后来被应用到了 Redis 上，并经过了大量的修改完善以适合高性能操作。
Redis7.0 的 SDS 的部分源码如下（github.com/redis/redis…
/* Note: sdshdr5 is never used, we just access the flags byte directly.
* However is here to document the layout of type 5 SDS strings. */
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[];
};
通过源码可以看出，SDS 共有五种实现方式 SDS_TYPE_5（并未用到）、SDS_TYPE_8、SDS_TYPE_16、SDS_TYPE_32、SDS_TYPE_64，其中只有后四种实际用到。Redis 会根据初始化的长度决定使用哪种类型，从而减少内存的使用。
| 类型 | 字节 | 位 |
|---|---|---|
| sdshdr5 | < 1 |
 LOVEHL^ˇ^
|
