Redis编码机制深挖和那些隐藏的编码方式其实挺有意思，看看redis到底怎么存数据

主要综合自《Redis设计与实现》一书、Redis官方文档以及部分技术博客的深入分析，如Antirez（Redis创始人）的博客旧文）

Redis之所以快,除了因为它在内存中操作之外，还有一个非常重要的秘密武器，就是它精巧的编码机制，Redis并不是傻乎乎地用同一种结构存储所有的数据，它会根据你存入的每一个值的具体情况，比如数据的类型、长度、内容等，智能地选择一种最节省内存、访问效率最高的数据结构来存储，这个选择的过程对使用者是完全透明的，你感觉不到，但正是这些“隐藏”的编码方式，让Redis在性能和内存消耗之间取得了极佳的平衡。

就拿我们最常用的String类型来说吧,你可能以为所有的字符串都是简单粗暴地用一个字符数组来存的，其实不然，Redis会动很多“小心思”，当你存储的是一个整数，并且这个整数在8字节有符号整数范围内时，Redis就不会把它当成字符串存，而是直接用一个8字节的long型整数来存储，这样做的好处是，不仅存储空间更小（不需要存储字符串结束符之类的元数据），而且当你对这个值进行自增自减操作时，CPU可以直接进行整数运算，速度极快，省去了字符串转整数再转回来的开销。

再比如,如果你存储的字符串长度很短（比如小于等于44字节，这个阈值在不同Redis版本可能有变化），Redis会使用一种叫embstr的编码方式，这种方式会把Redis对象的结构头和字符串内容紧紧地分配在同一块连续的内存里，这样做能减少内存碎片，并且因为数据在一块连续内存上，CPU缓存的命中率更高，访问速度自然就上来了，但如果字符串长度超过了这个阈值，Redis就会改用raw编码，也就是老老实实地分配两块内存，一块存对象头，一块存字符串内容。

List列表的编码方式更有意思,早期版本的Redis列表底层都用链表实现，后来为了节省内存，引入了ziplist（压缩列表），ziplist是一块连续的内存空间，里面紧凑地存放了列表的所有元素，想象一下，如果一个小列表里的每个元素都像链表那样需要存前后指针，那这些指针本身就会占掉很多内存，很不划算，ziplist通过牺牲一点修改操作的性能（因为插入删除可能需要重新分配内存和移动数据），换来了极大的内存节约，只有当列表元素数量超过一定值，或者某个元素的大小超过一定阈值时，Redis才会将这个列表从ziplist“升级”为标准的双向链表linkedlist，以应对更复杂的操作。

Hash哈希对象的编码策略也类似,当哈希中的字段数量很少，且每个字段名和字段值都是小字符串时，Redis会使用一种名为ziplist的编码（和列表用的那个是类似结构），它也是将所有字段和值交替着、紧凑地存放在一块连续内存里，这种方式对于存储大量的小对象（比如用户会话信息、对象属性等）节省的内存是惊人的，一旦数据量变大或者出现了大value，它就会自动转成标准的哈希表（hashtable）结构。

Set集合和Zset有序集合也不例外,Set在小数据量时使用一种叫intset的编码，专门用于存储整数，效率极高，Zset在小数据量时则使用ziplist，按分值排序紧凑存储。

这些自动转换的阈值是可以通过Redis的配置文件进行调整的,这意味着你可以根据自己业务数据的特点，来“调教”Redis，让它在你最常用的数据规模下，尽可能使用内存效率最高的编码方式。

说Redis是个“智能”的数据库一点也不为过，它不像很多数据库那样用一种固定的“尺码”去套所有的数据，而是像一位经验丰富的裁缝，为每份数据“量体裁衣”，我们平时只用简单的SET、GET、HSET等命令，背后却是Redis在默默地为我们优化存储，在内存这个寸土寸金的地方精打细算，深入理解这些隐藏的编码机制，不仅能帮助我们更好地理解Redis的工作原理，当遇到性能瓶颈或内存问题时，也能为我们提供更清晰的排查思路和优化方向，这大概就是Redis设计的精妙和有趣之处。