一、Hash類型簡介

Redis的Hash類型是 Redis 3.2 版本引入的一個數據結構，它允許你在一個鍵下面存儲多個字段和值。在 Redis 內部，Hash 類型可以有多種底層數據結構來實現，這取決于存儲的數據量和特定的使用模式。哈希類型適用于存儲對象，例如用戶信息、商品詳情等。通過使用哈希，可以更方便地對數據進行操作和查詢。

Hash的底層數據結構在早期版本使用ZipList（壓縮列表）和HashTable，在某些版本中（尤其是較新版本），Redis 可能還會使用 Quicklist 作為 Hash 類型的底層數據結構。Quicklist 是 ziplist 和 linkedlist（鏈表）的混合體，它通過多個 ziplist 節點組成一個鏈表來提高大數據量下的性能。Quicklist 提供了更好的性能平衡，特別是在需要頻繁插入和刪除操作時。在 Redis 7.0 中，ZipList數據結構已經廢棄了，交由 ListPack 數據結構來實現了。

二、Hash使用場景

• 存儲用戶信息：如果你需要存儲用戶信息，如用戶名、郵箱、年齡等，可以使用 Redis Hash 存儲。
• 緩存對象：如果你有一個對象需要頻繁更新和訪問，可以將這個對象的屬性以 Hash 的形式存儲到 Redis 中。
• 會話存儲：可以使用 Redis Hash 存儲用戶會話信息，如用戶的登錄狀態、購物車內容等。
• 頻繁更新的統計數據，如用戶積分、訪問次數等。
• 程序中的頻繁讀取和偶爾更新的配置數據。
• 存儲地理位置信息的應用（如地圖服務），Redis Hash 可以用來存儲地點ID、經緯度、地址等信息。

三、底層編碼方式

編碼方式主要分兩部分講，一個是Redis6中的編碼方式，一個是Redis7的編碼方式。

在Redis6中，Hash數據結構的底層實現有兩種編碼方式，分別是ziplist（壓縮列表）和hashtable（哈希表），Quicklist 是 ziplist 和 linkedlist（鏈表）的混合體，它通過多個 ziplist 節點組成一個鏈表來提高大數據量下的性能。Quicklist 提供了更好的性能平衡，特別是在需要頻繁插入和刪除操作時。在 Redis 7.0 中，ZipList數據結構已經廢棄了，交由 ListPack 數據結構來實現了。

四、Hash底層數據結構

Redis的Hash類型的儲存結構，分別是ZipLIst、Quicklis、ListPack和HashTable  ，下面對這些結構分別進行分析。

①ZIPLIST底層數據結構

ZipList是經過特殊編碼的雙向鏈接列表，對于上面提到的LinkedList鏈表結構，由于內存中不是連續的，LinkedList多使用指針導致浪費內存空間、內存使用率都較低。為了解決這個問題，引入了 ZipList這種數據結構。 ZipList是一種有順序、內存連續的數據結構。具備節省內存空間、提升內存使用率，適用于元素數量少且長度比較小的場景。在Redis 7.0版本之前是List、Hash、ZSet底層實現之一，但是自身也存在其他問題，因此在 Redis 7.0后被ListPack完全替換。

Ⅰ、ZIPLIST類對象

typedef struct ziplist{     /*ziplist分配的內存大小*/     uint32_t zlbytes;     /*達到尾部的偏移量 */     uint32_t zltail;     /*存儲元素實體個數*/     uint16_t zllen;     /*存儲內容實體元素*/     unsigned char* content[];     /*尾部標識*/     unsigned char zlend;}ziplist;

• zlbytes：壓縮列表的字節長度。
• zltail：壓縮列表尾元素相對于壓縮列表起始地址的偏移量（目的是為了直接定位到尾節點，方便反向查詢）。
• zllen：壓縮列表的元素個數。
• entry：各個節點數據。
• zlend：壓縮列表的結尾，占一個字節，一直是0xFF（255）。

Ⅱ、ZIPLIST中節點(entry)類對象

typedef struct ziplistEntry {

    unsigned int pre_entry_len; // 前一個entry的長度編碼大小

unsigned char encoding; // 節點編碼方式

    unsigned char *content; // 指向當前entry數據的指針(節點的起始指針)

} ziplistEntry;

• pre_entry_length: 記錄了前一個節點的長度，通過這個值，可以進行指針計算，從而跳轉到上一個節點。
• 根據編碼方式的不同， pre_entry_length 域可能占用 1 字節或者 5 字節：1 字節，如果前一節點的長度小于 254 字節，便使用一個字節保存它的值。5 字節，如果前一節點的長度大于等于 254 字節，那么將第 1 個字節的值設為 254 ，然后用接下來的 4 個字節保存實際長度。
• encoding表示編碼類型

字符串類型: 字符串類型有1、2、5三種編碼長度，前兩位表示編碼類型，剩余位表示字符串長度。

00|aaaaaa：存儲長度小于等于63byte的字符串。

01|aaaaaa bbbbbbbb：存儲長度小于等于16383byte的字符串。

10|...... bbbbbbbb cccccccc dddddddd eeeeeeee：存儲長度小于等于4294967295byte的字符串，'.'固定為0。

整數類型：整數類型的編碼長度統一位1字節。

1100 0000：表示16位有符號整數，content占用2byte。

1101 0000：表示32位有符號整數，content占用4byte。

1110 0000：表示64位有符號整數，content占用8byte。

1111 0000：表示24位有符號整數，content占用3byte。

1111 1110：表示8位有符號整數，content占用1byte。

1111 0001 - 1111 1101：沒有content部分，依次表示整數0-12。

• content: 保存當前entry節點數據，可以是字符串或整數。

Ⅲ、ZIPLIST底層數據結構

Ⅳ、ZIPLIST數據結構存在問題

• 查詢效率

數據過多，導致鏈表過長，可能影響查詢性能

• 內存重分配&&連鎖更新

ZipList 在更新或者新增時候，如空間不夠則需要對整個列表進行重新分配。當新插入的元素較大時，可能會導致后續元素的prevlen 占用空間都發生變化，從而引起「連鎖更新」問題，導致每個元素的空間都