问题: Redis 支持哪些核心数据类型？请分别说明 String、List、Hash、Set、ZSet 的底层实现（如 SDS、quicklist、ziplist、跳表等），并各举一个典型应用场景。

👇 点击展开/折叠 面试背诵模板（建议先背这个） Redis 支持 String、List、Hash、Set、ZSet 五种核心数据类型。String 底层为 SDS（简单动态字符串），支持预分配内存，用于缓存对象和计数器；List 底层为 quicklist（双向链表 + ziplist 组合），用于消息队列和最新消息列表；Hash 底层为 ziplist（小数据量）或 hashtable（大数据量），用于存储对象属性；Set 底层为 intset（整数集合）或 hashtable，用于去重、共同好友和标签系统；ZSet 底层为 ziplist（小数据量）或 skiplist + dict（大数据量），跳表保证有序查找 O(log N)，用于排行榜和延迟队列。不同编码根据数据规模动态切换，兼顾内存效率与性能。
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各数据类型底层实现详解

① String（字符串）—— SDS

  • 不再使用 C 字符串，而是自定义 SDS（Simple Dynamic String），包含长度字段和预分配空间，获取长度 O(1)，杜绝缓冲区溢出
  • 典型应用：缓存 HTML 片段、分布式锁、计数器（INCR 命令）

② List（列表）—— quicklist（3.2 版本后）

  • 由双向链表和 ziplist 组合而成，每个节点是一个 ziplist，既解决了链表内存碎片问题，又解决了普通 ziplist 更新时大规模搬迁的性能问题
  • 典型应用：用户最新消息列表（LPUSH + LRANGE）、阻塞队列（BRPOP）

③ Hash（哈希）—— ziplist / hashtable

  • 字段少且值短时使用 ziplist（连续内存，节省空间），字段多或值大时转为哈希表（O(1) 读写）
  • 典型应用：存储用户基本信息（如 hset user:1001 name "tom" age 25）、购物车

④ Set（集合）—— intset / hashtable

  • 全是整数且数量少时用 intset（有序整数数组，二分查找），否则用哈希表
  • 典型应用：抽奖去重、共同好友（SINTER 交集）、用户标签

⑤ ZSet（有序集合）—— ziplist / skiplist + dict

  • 数据少时用 ziplist 节省内存，数据多时用跳跃表 + 字典组合：字典提供 O(1) 按值查分值的功能，跳表提供按分值排序和范围查询 O(log N) 功能
  • 典型应用：排行榜（按分数排序）、延迟队列（按时间戳排序）

编码转换触发阈值（面试高频补充）

数据类型 编码转换条件 说明
Hash hash-max-ziplist-entries（默认 512）或 hash-max-ziplist-value（默认 64 字节） 任一超过阈值则从 ziplist 转 hashtable
ZSet zset-max-ziplist-entries（默认 128）或 zset-max-ziplist-value（默认 64 字节） 任一超过阈值则从 ziplist 转 skiplist + dict
Set set-max-intset-entries（默认 512） 元素超过 512 个或包含非整数则转 hashtable
List list-max-ziplist-size 相关配置 quicklist 中每个 ziplist 节点大小由配置控制，不涉及整体类型转换

时间复杂度速查表（面试加分）

数据类型 核心操作 时间复杂度 底层依赖
String GET/SET O(1) SDS 直接寻址
List LPUSH/RPOP O(1) quicklist 头尾操作
Hash HGET/HSET O(1) hashtable（或 ziplist 的 O(N) 但 N 很小）
Set SADD/SISMEMBER O(1) hashtable
ZSet ZADD/ZRANK O(log N) 跳表查找

场景选择建议

  • 需要计数器、分布式锁 → String
  • 需要按顺序消费、最新列表 → List
  • 需要存储对象属性且需单独修改某字段 → Hash
  • 需要去重、交并补集运算 → Set
  • 需要排序、范围查找、按分数聚合 → ZSet