Hash类型对象
哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable.
编码类型【ziplist->hashtable】
ziplist编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现，每当有新的键值对要加入到哈希对象时，程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾，然后再将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表表尾：
- 保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起，保存键的节点在前，保存值的节点在后
- 先添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表头方向，而后来添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表尾方向
指针指向的压缩列表表示如下：
hashtable编码的哈希对象使用字典作为底层实现，哈希对象中的每个键值对都使用一个字典键值对来保存:
- 字典的每个键都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的键
- 字典的每个值都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的值
hashtable实现方式如下：
编码转换
当哈希对象可以同时满足以下两个条件时，哈希对象使用ziplist编码，对于使用ziplist编码的列表对象来说，当使用ziplist编码所需的两个条件的任意一个不能被满足时，对象的编码转换操作就会被执行，原本保存在压缩列表里的所有键值对都会被转移并保存到字典里面，对象的编码也会从ziplist变为hashtable
- 哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节
- 哈希对象保存的键值对数量小于512个
这两个条件的上限值是可以修改的。以下是一些编码操作的常用命令：
Set类型对象
集合对象的编码可以是intset或者hashtable
编码类型【inset->hashtable】
intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现，集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合里面
hashtable编码的集合对象使用字典作为底层实现，字典的每个键都是一个字符串对象，每个字符串对象包含了一个集合元素，而字典的值则全部被设置为NULL：
编码转换
当集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用intset编码，对于使用intset编码的集合对象来说，当使用intset编码所需的两个条件的任意一个不能被满足时，就会执行对象的编码转换操作，原本保存在整数集合中的所有元素都会被转移并保存到字典里面，并且对象的编码也会从intset变为hashtable
- 集合对象保存的所有元素都是整数值
- 集合对象保存的元素数量不超过512个
不能满足这两个条件的集合对象需要使用hashtable编码，第二个条件的上限值是可以修改的，以下是一些常用命令：
ZSet类型对象
有序集合的编码可以是ziplist或者skiplist
编码类型
ziplist编码的压缩列表对象使用压缩列表作为底层实现，每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员（member），而第二个元素则保存元素的分值（score），压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序，分值较小的元素被放置在靠近表头的方向，而分值较大的元素则被放置在靠近表尾的方向
指针指向的压缩列表表示如下：
skiplist编码的有序集合对象使用zset结构作为底层实现，一个zset结构同时包含一个字典和一个跳跃表:
- zset结构中的zsl跳跃表按分值从小到大保存了所有集合元素，每个跳跃表节点都保存了一个集合元素：跳跃表节点的object属性保存了元素的成员，而跳跃表节点的score属性则保存了元素的分值。通过这个跳跃表，程序可以对有序集合进行范围型操作，比如ZRANK、ZRANGE等命令就是基于跳跃表API来实现的
- zset结构中的dict字典为有序集合创建了一个从成员到分值的映射，字典中的每个键值对都保存了一个集合元素：字典的键保存了元素的成员，而字典的值则保存了元素的分值。通过这个字典，程序可以用O（1）复杂度查找给定成员的分值，ZSCORE命令就是根据这一特性实现的
有序集合每个元素的成员都是一个字符串对象，而每个元素的分值都是一个double类型的浮点数。值得一提的是，虽然zset结构同时使用跳跃表和字典来保存有序集合元素，但这两种数据结构都会通过指针来共享相同元素的成员和分值，所以同时使用跳跃表和字典来保存集合元素不会产生任何重复成员或者分值，也不会因此而浪费额外的内存
其具体实现方式如下：
为什么同时使用两种方式实现
有序集合可以单独使用字典或者跳跃表的其中一种数据结构来实现，但无论单独使用字典还是跳跃表，在性能上对比起同时使用字典和跳跃表都会有所降低
- 如果我们只使用字典来实现有序集合，那么虽然以O（1）复杂度查找成员的分值这一特性会被保留，但是，因为字典以无序的方式来保存集合元素，所以每次在执行范围型操作——比如ZRANK、ZRANGE等命令时，程序都需要对字典保存的所有元素进行排序，完成这种排序需要至少O（NlogN）时间复杂度，以及额外的O（N）内存空间（因为要创建一个数组来保存排序后的元素）
- 如果我们只使用跳跃表来实现有序集合，那么跳跃表执行范围型操作的所有优点都会被保留，但因为没有了字典，所以根据成员查找分值这一操作的复杂度将从O（1）上升为O（logN）
字典用于快速查找分值，跳跃表用于执行范围操作。
编码转换
当有序集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用ziplist编码，对于使用ziplist编码的有序集合对象来说，当使用ziplist编码所需的两个条件中的任意一个不能被满足时，就会执行对象的编码转换操作，原本保存在压缩列表里的所有集合元素都会被转移并保存到zset结构里面，对象的编码也会从ziplist变为skiplist
- 有序集合保存的元素数量小于128个
- 有序集合保存的所有元素成员的长度都小于64字节
不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码，以上两个条件的上限值是可以修改的，以下是一些命令相关操作：
数据对象的特性
作为缓存的常用中间件，Redis的数据对象具备如下的特性来支持它更好的服务于缓存。
类型检查与多态
Redis中用于操作键的命令基本上可以分为两种类型。一种是通用类的指令，一种是针对某个特定的数据对象类型服务的：
- 通用类命令：DEL命令、EXPIRE命令、RENAME命令、TYPE命令、OBJECT命令等
- 特定类型命令：SET、GET、APPEND、STRLEN等命令只能对字符串键执行；HDEL、HSET、HGET、HLEN等命令只能对哈希键执行；RPUSH、LPOP、LINSERT、LLEN等命令只能对列表键执行；SADD、SPOP、SINTER、SCARD等命令只能对集合键执行；ZADD、ZCARD、ZRANK、ZSCORE等命令只能对有序集合键执行
对于特定类型命令，如果操作的指令和类型对不上，则会报类型错误，这就是类型检查，为了确保只有指定类型的键可以执行某些特定的命令，在执行一个类型特定的命令之前，Redis会先检查输入键的类型是否正确，然后再决定是否执行给定的命令，类型检查流程如下：
- 在执行一个类型特定命令之前，服务器会先检查输入数据库键的值对象是否为执行命令所需的类型，如果是的话，服务器就对键执行指定的命令
- 否则，服务器将拒绝执行命令，并向客户端返回一个类型错误
Redis除了会根据值对象的类型来判断键是否能够执行指定命令之外，还会根据值对象的编码方式，选择正确的命令实现代码来执行命令，如果对一个list键执行LLEN命令，那么服务器除了要确保执行命令的是列表键之外，还需要根据键的值对象所使用的编码来选择正确的LLEN命令实现，多态的实现流程如下：
- 如果列表对象的编码为ziplist，那么说明列表对象的实现为压缩列表，程序将使用ziplistLen函数来返回列表的长度
- 如果列表对象的编码为linkedlist，那么说明列表对象的实现为双端链表，程序将使用listLength函数来返回双端链表的长度
LLEN命令是多态（polymorphism）的，只要执行LLEN命令的是列表键，那么无论值对象使用的是ziplist编码还是linkedlist编码，命令都可以正常执行
内存回收
因为Redis是基于C语言的嘛，而C语言并不具备自动内存回收功能，所以Redis在自己的对象系统中构建了一个引用计数（reference counting）【和Java的引用计数机制是一样的】技术实现内存回收机制。通过这一机制，程序可以通过跟踪对象的引用计数信息，在适当的时候自动释放对象并进行内存回收。每个对象的引用计数信息由redisObject结构的refcount属性记录。
- 在创建一个新对象时，引用计数的值会被初始化为1
- 当对象被一个新程序使用时，它的引用计数值会被增一
- 当对象不再被一个程序使用时，它的引用计数值会被减一
- 当对象的引用计数值变为0时，对象所占用的内存会被释放
由于Redis是个内存级的数据库，所以可想而知其瓶颈就在内存上，内存回收策略很重要，而且Java其实也是基于C实现的。
对象共享
除了用于实现引用计数内存回收机制之外，对象的引用计数属性还带有对象共享的作用。假设键A创建了一个包含整数值100的字符串对象作为值对象，键B也要创建一个同样保存了整数值100的字符串对象作为值对象，此时B发现A已经创建了，则无需再创建而是直接指向A的值对象即可。
共享对象池
Redis会在初始化服务器时，创建一万个字符串对象，这些对象包含了从0到9999的所有整数值，当服务器需要用到值为0到9999的字符串对象时，服务器就会使用这些共享对象，而不是新创建。这一万个字符串对象也叫共享对象池。创建共享字符串对象的数量可以通过修改配置来调整。
- 这些共享对象的引用计数开始都是1，被服务器引用，之后如果有键A或B之类的指向它，refcount就累加即可，但不会被释放，除非服务器宕机，重新初始化。
- 这些共享对象不单单只有字符串键可以使用，那些在数据结构中嵌套了字符串对象的对象（linkedlist编码的列表对象、hashtable编码的哈希对象、hashtable编码的集合对象，以及zset编码的有序集合对象）都可以使用这些共享对象
共享对象池对于节约内存还是很重要的
为什么Redis不共享包含字符串的对象
当服务器考虑将一个共享对象设置为键的值对象时，程序需要先检查给定的共享对象和键想创建的目标对象是否完全相同，只有在共享对象和目标对象完全相同的情况下，程序才会将共享对象用作键的值对象，而一个共享对象保存的值越复杂，验证共享对象和目标对象是否相同所需的复杂度就会越高，消耗的CPU时间也会越多
- 如果共享对象是保存整数值的字符串对象，那么验证操作的复杂度为O（1）
- 如果共享对象是保存字符串值的字符串对象，那么验证操作的复杂度为O（N）
- 如果共享对象是包含了多个值（或者对象的）对象，比如列表对象或者哈希对象，那么验证操作的复杂度将会是O（N 2）
尽管共享更复杂的对象可以节约更多的内存，但受到CPU时间的限制，Redis只对包含整数值的字符串对象进行共享。所以是基于内存和CPU的平衡来考虑的吧！
对象的空转时长
除了介绍过的type、encoding、ptr和refcount四个属性之外，redisObject结构包含的最后一个属性为lru属性，该属性记录了对象最后一次被命令程序访问的时间：
- OBJECT IDLETIME命令可以打印出给定键的空转时长，这一空转时长就是通过将当前时间减去键的值对象的lru时间计算得出的，所以数值越小越好**，越小说明键越热点**。
- OBJECT IDLETIME命令的实现是特殊的，这个命令在访问键的值对象时，不会修改值对象的lru属性
如果服务器打开了maxmemory选项，并且服务器用于回收内存的算法为volatile-lru或者allkeys-lru，那么当服务器占用的内存数超过了maxmemory选项所设置的上限值时，空转时长较高的那部分键会优先被服务器释放，从而回收内存
总结
用了一整篇blog的篇幅来简单了解下Redis的五种对象，底层到底如何实现的，有什么属性，分别有什么用，对于之后的调参有比较好的帮助，最后回顾下：
- Redis数据库中的每个键值对的键和值都是一个对象。属性type、encoding、ptr
- Redis共有字符串、列表、哈希、集合、有序集合五种类型的对象，每种类型的对象至少都有两种或以上的编码方式，不同的编码可以在不同的使用场景上优化对象的使用效率。
- 服务器在执行某些命令之前，会先检查给定键的类型能否执行指定的命令，而检查一个键的类型就是检查键的值对象的类型。
- Redis的对象系统带有引用计数实现的内存回收机制，当一个对象不再被使用时，该对象所占用的内存就会被自动释放。Redis会共享值为0到9999的字符串对象。共享对象池，属性refcount
- 对象会记录自己的最后一次被访问的时间，这个时间可以用于计算对象的空转时间。属性lru
整篇blog是参照《Redis的设计与实现》完成的，算是一篇学习类型的blog。有一说一，《Redis的设计与实现》这本书真不赖，结合之前的视频学习，对Redis的整体有了更深入的认知。它是怎么设计？它为什么这么设计？
