Redis 为了更好的实现键值对数据库，创建了一个对象系统，以下为 Redis 对象系统的相关知识简介。

redisObject

Redis 使用对象来表示数据库中的键和值，每次在 Redis 数据库中创建一个键值对时，至少会创建两个对象。一个为键对象，一个为值对象。
Redis 对象的定义如下：

1typedef struct redisObject {
2    unsigned type:4;       /* 对象类型 */
3    unsigned encoding:4;   /* 对象编码 */
4    unsigned lru:LRU_BITS; /* 对象空转时长 */
5    int refcount;          /* 引用计数 */
6    void *ptr;             /* 指向底层数据结构的指针 */
7} robj;

类型

对象的属性 type 记录了对象是什么类型。这个属性的值的相关定义如下：

1#define OBJ_STRING 0
2#define OBJ_LIST 1
3#define OBJ_SET 2
4#define OBJ_ZSET 3
5#define OBJ_HASH 4

前面说到，键和值都是一个对象。键总是一个字符串对象，则属性 type 为 OBJ_STRING ，值对象则可以是字符串对象，列表对象等，不同的类型的对象，实则就是属性 type 不同的 redisObject 。如列表键，指的是属性 type 为 OBJ_LIST 的值对象。
可以通过使用命令 TYPE 在 Redis 客户端中获取指定键的数据类型。

1127.0.0.1:6379> SET msg "hello redis"
2OK
3127.0.0.1:6379> TYPE msg
4string

编码

对象的属性 encoding ，其实指的是该对象底层所使用的数据结构类型，即指针 ptr 所指向的数据结构，相关的定义如下：

1#define OBJ_ENCODING_RAW 0     /* 简单动态字符串 */
2#define OBJ_ENCODING_INT 1     /* 整型 */
3#define OBJ_ENCODING_HT 2      /* 字典 */
4#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3  /* 压缩字典（不再使用）*/
5#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* 双端链表（不再使用） */
6#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5 /* 压缩列表 */
7#define OBJ_ENCODING_INTSET 6  /* 整数集合 */
8#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7  /* 跳表 */
9#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8  /* Embedded 编码的简单动态字符串 */
10#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9 /* 快速列表，基于压缩列表实现的列表，取代了之前的双端链表 */

不同的对象类型，可以使用的对象编码也有所不同，下面为类型与编码的对应关系：

类型

编码

对象

OBJ_STRING

OBJ_ENCODING_INT

使用整数值实现的字符串对象

OBJ_STRING

OBJ_ENCODING_EMBSTR

使用 embstr 编码的简单动态字符串实现的字符串对象

OBJ_STRING

OBJ_ENCODING_RAW

使用简单动态字符串实现的字符串对象

OBJ_LIST

OBJ_ENCODING_QUICKLIST

使用 quicklist 实现的列表对象

OBJ_HASH

OBJ_ENCODING_ZIPLIST

使用压缩列表实现的哈希对象

OBJ_HASH

OBJ_ENCODING_HT

使用字典实现的哈希对象

OBJ_SET

OBJ_ENCODING_INTSET

使用整数集合实现的集合对象

OBJ_SET

OBJ_ENCODING_HT

使用字典实现的集合对象

OBJ_ZSET

OBJ_ENCODING_ZIPLIST

使用压缩列表实现的有序集合对象

OBJ_ZSET

OBJ_ENCODING_SKIPLIST

使用跳跃表实现的有序集合对象

通过命令 OBJECT ENCODING 命令可以在 Redis 客户端中查看指定键的对象编码。

1127.0.0.1:6379> LPUSH DATABASE:LIST sqlserver mysql pgsql
2(integer) 3
3127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING DATABASE:LIST
4"quicklist"

空转时间

对象属性 lru 记录的是对象最后一次被访问的时间。通过该属性，可以利用命令 OBJECT IDLETIME 获取对象的空转时长（命令 OBJECT IDLETIME 不会更新 lru 属性）。
OBJECT IDLETIME 计算得出的空转时长是通过当前时间减去指定对象的 lru 属性得出的，其单位为秒。

1127.0.0.1:6379> set msg "hello world"
2OK
3127.0.0.1:6379> OBJECT IDLETIME msg
4(integer) 10

属性 lru 除了应用于命令 OBJECT IDLETIME 外，还有另一项作用。
当服务器开启了 maxmemory 选项，并且服务器用于回收内存的算法为 volatile-lru 或者 allkeys-lru 的话，那么当 Redis 实例的占用的内存超过 maxmemory 后，空转时间较长的对象将会优先被回收。

引用计数

redisObject 还有一个属性 refcount ，它所记录的是对象被引用数。Redis 构建的对象系统使用引用计数机制实现内存回收。引用计算为 0 的对象将会被回收。

引用计数由一个特殊值，为 OBJ_SHARED_REFCOUNT ，该值为 INT_MAX 。当一个对象为共享对象时，该对象的 refcount 属性将会被赋予 OBJ_SHARED_REFCOUNT 。
每当需要使用一个对象时，都需要创建一个对象，而如果已经存在了一个一样的对象的话，再创建一个对象就会显得多余，完全可以共享相同的对象。而共享对象就是在 Redis 可以被共享使用的对象，共享对象在 Redis 中被多处使用，但指针所指向的对象都是同一个。
不过在 Redis 中，只有整数值小于 10000 的字符串对象可以被共享，在 Redis 实例启动时，会创建值为 0 到 9999 的类型为 OBJ_STRING ，编码为 OBJ_ENCODING_INT 的字符串对象。该值只可以通过修改源码 server.h 中的 OBJ_SHARED_INTEGERS 常量修改。
通过共享对象需要可以有效减少对象的数量从而减轻内存的压力，但是判断一个对象是否完全相同是需要进行运算，对象构成越复杂，计算的时间复杂度越高，相应的耗费的 CPU 资源就越多。共享对象为整型，计算的时间复杂度为 O(1) ，而共享对象为字符串时，计算复杂度为 O(N) ，换句话说就是时间置换空间，所以尽管共享对象可以节省空间，但是相应的会消耗 CPU 资源，所以 Redis 只针对整型字符串对象进行共享。

编码转换

redisObject 同一种类型可以有多种编码，即多种数据结构的实现。而同一类型的对象是可以进行编码的转换的，即底层数据结构可以进行转换。
控制对象编码转换的配置在配置文件 redis.conf 中（如果使用 redis.conf 作为配置文件启动的话）。

OBJ_STRING 类型的对象编码转换

字符串对象有三种编码，以下为三种编码的使用场景以及编码转换发生条件。

• OBJ_ENCODING_INT : 当对象所保存的值为 64 位整数值时，使用 OBJ_ENCODING_INT 作为对象的编码。
• OBJ_ENCODING_EMBSTR : 当对象保存的是一个字符串对象时，且其字节长度小于常量 OBJ_ENCODING_EMBSTR_SIZE_LIMIT 时，对象使用 OBJ_ENCODING_EMBSTR 编码，常量 OBJ_ENCODING_EMBSTR_SIZE_LIMIT 在源码文件 object.c 。embstr 编码是专门用于保存短字符串的一种优化编码方式，通过调用一次内存分配函数来分配一块连续的空间，空间中依次包含 redisObject 和简单动态字符串两个结构，而且因为数据保存在同一块内存中，可以更好的利用缓存。
• OBJ_ENCODING_RAW : 当对象保存的是一个字符串对象时，且其字节长度大于 OBJ_ENCODING_EMBSTR_SIZE_LIMIT 时，对象使用 OBJ_ENCODING_RAW 编码。虽然 OBJ_ENCODING_RAW 没有 OBJ_ENCODING_EMBSTR 的优点，但是 OBJ_ENCODING_EMBSTR 编码的对象的值是不可变的，所以当字符串发生变化时，如使用命令 APPEND ，编码为 OBJ_ENCODING_EMBSTR 字符串对象将会转换成 OBJ_ENCODING_RAW 编码。

OBJ_HASH 类型的对象编码转换

相关配置项如下：

1hash-max-ziplist-entries 512
2hash-max-ziplist-value 64

配置的含义为：

• 哈希对象保存的元素数量小于 512 个
• 哈希对象保存的所有字符串元素的长度都小于 64 字节

不能满足上述条件的哈希对象将使用 OBJ_ENCODING_HT 作为对象编码，即使用字典作为底层数据结构。否则使用 OBJ_ENCODING_ZIPLIST 作为对象编码，即压缩列表作为底层数据结构。

OBJ_SET 类型的对象编码转换

相关配置如下：

set-max-intset-entries 512

配置的含义为：

• 集合对象保存的元素数量不超过512个

不能满足上述条件，或是元素不全部为整数（ intset 数据结构的天然限制）的集合对象，将使用 OBJ_ENCODING_HT 作为对象编码，即使用字典作为底层数据结构。否则使用 OBJ_ENCODING_INTSET 作为对象编码，即 intset 作为底层数据结构。

OBJ_ZSET 类型的对象编码转换

相关配置如下：

1zset-max-ziplist-entries 128
2zset-max-ziplist-value 64

配置含义为：

• 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

不能满足上述条件的有序集合对象，将使用 OBJ_ENCODING_SKIPLIST 作为对象编码，即跳跃表作为底层数据结构。否则使用 OBJ_ENCODING_ZIPLIST 作为对象编码，即压缩列表作为底层数据结构。

OBJ_LIST 类型的对象编码转换

因为目前 OBJ_LIST 类型的对象只会使用一种编码 OBJ_ENCODING_QUICKLIST ，所以不会发生编码的转换。