Redis 数据类型与底层结构

Redis 常用数据类型、对象编码、ZSet 跳表、渐进式 rehash、ziplist、listpack 与 SDS 高频面试题。

Redis 有哪些常用数据类型，各适合什么场景？

回答重点

Redis 最常用的五种数据类型是：

类型	主要特征	典型场景
String	字节序列，也支持整数增减、位操作	对象缓存、计数器、分布式锁令牌、Session
Hash	一个 key 下保存多个 field-value	对象属性、购物车、局部字段更新
List	有序、可重复的双端序列	简单队列、栈、时间线、定长列表
Set	无序、元素唯一，支持集合运算	去重、标签、点赞关系、共同关注、抽奖
ZSet	成员唯一，每个成员关联一个可重复的 score	排行榜、权重排序、分数范围查询、延迟任务

Redis 后续还提供了几种常用能力：

Bitmap：Redis 2.2 引入的位操作，本质上基于 String，适合签到、在线状态等二值统计。
HyperLogLog：Redis 2.8 引入的近似基数统计，适合在允许误差时统计大规模 UV。
GEO：Redis 3.2 引入的地理位置命令，适合附近位置和距离计算，其底层使用 ZSet。
Stream：Redis 5.0 引入的消息流，提供消息 ID、消费组、确认和待处理消息列表。

List 可以实现简单队列，但不原生提供消费组、消息确认和失败重投。需要可靠消费语义时，通常优先考虑 Stream 或专用消息队列。

Redis 数据类型和底层编码是什么关系？

回答重点

数据类型定义对外的命令和语义，底层编码是 Redis 根据元素数量、元素大小和版本选择的内部实现。同一种类型可以在运行中转换编码，不能把二者当成一回事。

数据类型	Redis 7.x 常见编码	说明
String	`int`、`embstr`、`raw`	可表示为整数时使用 `int`；短字符串可能使用连续分配的 `embstr`；其他字符串使用 `raw`
List	`quicklist`	quicklist 是双向链表，Redis 7.0 起节点内使用 listpack
Hash	`listpack`、`hashtable`	小对象使用紧凑结构，超过配置阈值后转为哈希表
Set	`intset`、`listpack`、`hashtable`	纯整数小集合可用 intset；Redis 7.2 起小型非整数集合可用 listpack
ZSet	`listpack`、`skiplist`	小集合使用 listpack；较大集合使用哈希表与跳表的组合

关键版本差异：

Redis 3.2 到 6.2 的 List 已使用 quicklist，但其节点内是 ziplist；Redis 7.0 起改为 listpack。
Redis 6.2 及以前，小型 Hash 和 ZSet 使用 ziplist；Redis 7.0 起改为 listpack。
Redis 7.0 的 Set 仍主要是 intset 或 hashtable；Redis 7.2 才增加小型 Set 的 listpack 编码。

可以用下面的命令观察某个 key 当前采用的编码：

redis-cli OBJECT ENCODING my-key

具体阈值和短字符串边界属于配置或版本实现细节，面试时应先说明版本，避免把某个版本的默认值说成永久规则。

Set 和 ZSet 有什么区别，ZSet 常见于哪些业务？

回答重点

Set 只保证成员唯一，不维护顺序，核心能力是成员判断和交、并、差集。
ZSet 同样保证成员唯一，但为每个成员保存一个 double 类型的 score，并按 score 排序；score 可以重复。
ZSet 支持按排名、score 范围和字典序查询，也可以原子地增加 score。

排行榜可以把文章 ID 作为 member、点赞数作为 score：

redis-cli ZADD article:ranking 200 article:1 40 article:2 100 article:3
redis-cli ZINCRBY article:ranking 1 article:2
redis-cli ZRANGE article:ranking 0 2 REV WITHSCORES
redis-cli ZSCORE article:ranking article:2

Redis 6.2 起可以用 ZRANGE ... REV 统一升序和降序查询；旧代码中常见的 ZREVRANGE 仍可使用，但已被标记为弃用。

延迟任务也可以把执行时间戳作为 score，再查询不晚于当前时间的成员。不过“查询到期任务”和“删除任务”必须用 Lua 等方式组合成一个不可插入的操作，并补充确认、重试和死信机制；仅靠 ZRANGEBYSCORE 加 ZREM 不是可靠消息队列。

ZSet 的底层结构是怎样的？

回答重点

ZSet 有两类编码：

紧凑编码：元素较少且 member 较小时使用 listpack，按 member、score 紧凑存放，节省指针和哈希表开销。
普通编码：数据较大时使用 dict + skiplist。dict 建立 member -> score 映射，便于按成员查找；skiplist 按 score + member 排序，支持排名和范围操作。

因此，“ZSet 底层就是跳表”不完整。普通编码同时维护哈希表和跳表，两者共享成员字符串，写操作需要同步更新两份索引。

默认情况下，Redis 7.x 的 zset-max-listpack-entries 为 128，zset-max-listpack-value 为 64 字节；超过任一限制时会使用普通编码。这些值可以配置，不是 ZSet 的固定语义。Redis 6.2 及以前对应的是 zset-max-ziplist-entries 和 zset-max-ziplist-value，紧凑结构也还是 ziplist。