簡單動態字符串
數據結構：
SDS與C字符串的區別：
C語言使用長度爲N+1的字符數組來表示長度爲N的字符串，並且字符數組的最後一個元素總是空字符'\0'。
C字符串並不記錄自身的長度信息，所以爲了獲取一個C字符串的長度，程序必須遍歷整個字符串，和C字符串不同，因爲SDS在len屬性中記錄了SDS本身的長度，所以獲取一個SDS長度的複雜度僅爲O（1）。與C字符串不同，SDS的空間分配策略完全杜絕了發生緩衝區溢出的可能性：當SDS API需要對SDS進行修改時，API會先檢查SDS的空間是否滿足修改所需的要求，如果不滿足的話，API會自動將SDS的空間擴展至執行修改所需的大小，然後才執行實際的修改操作，所以使用SDS既不需要手動修改SDS的空間大小，也不會出現前面所說的緩衝區溢出問題。
減少修改字符串時帶來的內存重分配次數：
因爲C字符串的長度和底層數組的長度之間存在着這種關聯性，所以每次增長或者縮短一個C字符串，程序都總要對保存這個C字符串的數組進行一次內存重分配操作。爲了避免C字符串的這種缺陷，SDS通過未使用空間解除了字符串長度和底層數組長度之間的關聯：在SDS中，buf數組的長度不一定就是字符數量加一，數組裏面可以包含未使用的字節，而這些字節的數量就由SDS的free屬性記錄。
通過未使用空間，SDS實現了空間預分配和惰性空間釋放兩種優化策略。
空間預分配：
❑如果對SDS進行修改之後，SDS的長度（也即是len屬性的值）將小於1MB，那麼程序分配和len屬性同樣大小的未使用空間，這時SDS len屬性的值將和free屬性的值相同。舉個例子，如果進行修改之後，SDS的len將變成13字節，那麼程序也會分配13字節的未使用空間，SDS的buf數組的實際長度將變成13+13+1=27字節（額外的一字節用於保存空字符）。
❑如果對SDS進行修改之後，SDS的長度將大於等於1MB，那麼程序會分配1MB的未使用空間。舉個例子，如果進行修改之後，SDS的len將變成30MB，那麼程序會分配1MB的未使用空間，SDS的buf數組的實際長度將爲30MB+1MB+1byte。
惰性空間釋放：
惰性空間釋放用於優化SDS的字符串縮短操作：當SDS的API需要縮短SDS保存的字符串時，程序並不立即使用內存重分配來回收縮短後多出來的字節，而是使用free屬性將這些字節的數量記錄起來，並等待將來使用。通過惰性空間釋放策略，SDS避免了縮短字符串時所需的內存重分配操作，併爲將來可能有的增長操作提供了優化。
二進制安全
C字符串中的字符必須符合某種編碼（比如ASCII），並且除了字符串的末尾之外，字符串裏面不能包含空字符，否則最先被程序讀入的空字符將被誤認爲是字符串結尾，這些限制使得C字符串只能保存文本數據，而不能保存像圖片、音頻、視頻、壓縮文件這樣的二進制數據。
爲了確保Redis可以適用於各種不同的使用場景，SDS的API都是二進制安全的（binary-safe），所有SDS API都會以處理二進制的方式來處理SDS存放在buf數組裏的數據，程序不會對其中的數據做任何限制、過濾、或者假設，數據在寫入時是什麼樣的，它被讀取時就是什麼樣。
鏈表
鏈表
提供了高效的節點重排能力，以及順序性的節點訪問方式，並且可以通過增刪節點來靈活地調整鏈表的長度。鏈表在Redis中的應用非常廣泛，比如列表鍵的底層實現之一就是鏈表。
除了鏈表鍵之外，發佈與訂閱、慢查詢、監視器等功能也用到了鏈表，Redis服務器本身還使用鏈表來保存多個客戶端的狀態信息，以及使用鏈表來構建客戶端輸出緩衝區（output buffer）
鏈表和鏈表節點的實現
一個節點：
節點列表，雙端、無環、具有頭爲指針的鏈表：
字典
Redis的數據庫就是使用字典來作爲底層實現的，對數據庫的增、刪、查、改操作也是構建在對字典的操作之上的。
除了用來表示數據庫之外，字典還是哈希鍵的底層實現之一，當一個哈希鍵包含的鍵值對比較多，又或者鍵值對中的元素都是比較長的字符串時，Redis就會使用字典作爲哈希鍵的底層實現。
字典的實現
特別像hashmap的數據結構，但是也有不同，數據結構裏邊有個ht屬性，是一個包含兩個項的數組，數組中的每個項都是一個dictht哈希表，一般情況下，字典只使用ht[0]哈希表，ht[1]哈希表只會在對ht[0]哈希表進行rehash時使用，使用過程就是ht[0]進行hash計算到ht[1]中，清空ht[0]，把ht[0]編程ht[1]，ht[1]編程ht[0]。
解決鍵衝突
Redis的哈希表使用鏈地址法（separate chaining）來解決鍵衝突，每個哈希表節點都有一個next指針，多個哈希表節點可以用next指針構成一個單向鏈表，被分配到同一個索引上的多個節點可以用這個單向鏈表連接起來，這就解決了鍵衝突的問題。
因爲dictEntry節點組成的鏈表沒有指向鏈表表尾的指針，所以爲了速度考慮，程序總是將新節點添加到鏈表的表頭位置（複雜度爲O（1）），排在其他已有節點的前面。
跳躍表
跳躍表（skiplist）是一種有序數據結構，它通過在每個節點中維持多個指向其他節點的指針，從而達到快速訪問節點的目的。跳躍表支持平均O（logN）、最壞O（N）複雜度的節點查找
和鏈表、字典等數據結構被廣泛地應用在Redis內部不同，Redis只在兩個地方用到了跳躍表，一個是實現有序集合鍵，另一個是在集羣節點中用作內部數據結構，除此之外，跳躍表在Redis裏面沒有其他用途。
跳躍表
整數集合
整數集合（intset）是集合鍵的底層實現之一，當一個集合只包含整數值元素，並且這個集合的元素數量不多時，Redis就會使用整數集合作爲集合鍵的底層實現。在數組中按值的大小從小到大有序地排列，並且數組中不包含任何重複項。
升級
每當我們要將一個新元素添加到整數集合裏面，並且新元素的類型比整數集合現有所有元素的類型都要長時，整數集合需要先進行升級（upgrade），然後才能將新元素添加到整數集合裏面。
因爲每次向整數集合添加新元素都可能會引起升級，而每次升級都需要對底層數組中已有的所有元素進行類型轉換，所以向整數集合添加新元素的時間複雜度爲O（N）。
降級
整數集合不支持降級操作，一旦對數組進行了升級，編碼就會一直保持升級後的狀態。
整數集合是集合鍵的底層實現之一。
❑整數集合的底層實現爲數組，這個數組以有序、無重複的方式保存集合元素，在有需要時，程序會根據新添加元素的類型，改變這個數組的類型。
❑升級操作爲整數集合帶來了操作上的靈活性，並且儘可能地節約了內存。
❑整數集合只支持升級操作，不支持降級操作。
壓縮列表
壓縮列表（ziplist）是列表鍵和哈希鍵的底層實現之一。當一個列表鍵只包含少量列表項，並且每個列表項要麼就是小整數值，要麼就是長度比較短的字符串，那麼Redis就會使用壓縮列表來做列表鍵的底層實現。
當一個哈希鍵只包含少量鍵值對，比且每個鍵值對的鍵和值要麼就是小整數值，要麼就是長度比較短的字符串，那麼Redis就會使用壓縮列表來做哈希鍵的底層實現。
壓縮列表是Redis爲了節約內存而開發的，是由一系列特殊編碼的連續內存塊組成的順序型（sequential）數據結構。一個壓縮列表可以包含任意多個節點（entry），每個節點可以保存一個字節數組或者一個整數值。
壓縮列表是一種爲節約內存而開發的順序型數據結構。
❑壓縮列表被用作列表鍵和哈希鍵的底層實現之一。
❑壓縮列表可以包含多個節點，每個節點可以保存一個字節數組或者整數值。
❑添加新節點到壓縮列表，或者從壓縮列表中刪除節點，可能會引發連鎖更新操作，但這種操作出現的機率並不高。