Redis 内部使用一个 redisObject 对象来表示所有的 key 和 value。

  • type ：代表一个 value 对象具体是何种数据类型。
  • encoding ：是不同数据类型在 redis 内部的存储方式，比如：type=string 代表 value 存储的是一个普通字符串，那么对应的 encoding 可以是 raw 或者是 int，如果是 int 则代表实际 redis 内部是按数值型类存储和表示这个字符串的，当然前提是这个字符串本身可以用数值表示，比如：”123” “456”这样的字符串。
  • vm 字段：只有打开了 Redis 的虚拟内存功能，此字段才会真正的分配内存，该功能默认是关闭状态的。 Redis 使用 redisObject 来表示所有的 key/value 数据是比较浪费内存的，当然这些内存管理成本的付出主要也是为了给 Redis 不同数据类型提供一个统一的管理接口，实际作者也提供了多种方法帮助我们尽量节省内存使用。

redisObject 的 type/encoding 二层结构是理解 Redis 内存行为的钥匙，但原文停留在字段介绍。本文补全三块：type→encoding 的完整映射与转换条件、全局哈希表与渐进式 rehash、以及内存优化的实际手段（object encoding 命令验证）。

type 与 encoding 的完整映射

type encoding 转换条件
string int 值是能 long 表示的整数
string embstr ≤44 字节短串（对象头+数据一次分配，只读）
string raw 长串或修改后的 embstr
list listpack(ziplist) 元素少且小（list-max-listpack-size）
list quicklist 超出阈值（listpack 组成的双向链表）
hash listpack 字段数<128 且值<64B（hash-max-listpack-entries/value）
hash hashtable 超出阈值
set intset 全整数且量小（set-max-intset-entries）
set listpack 小集合非全整数（新版本）
set hashtable 超出阈值
zset listpack 成员少且小
zset skiplist+hashtable 超出阈值

要点：encoding 会随数据增长自动升级且不可逆（listpack→hashtable 单向）；小集合用紧凑结构（listpack 连续内存、无指针开销）是 Redis 省内存的核心手段。OBJECT ENCODING key 可验证当前编码。

全局结构：字典 + 渐进式 rehash

  • 所有键空间存于一个哈希表（dict，两个 dichtab）
  • 扩容/缩容不一次性 rehash（会阻塞单线程），而是渐进式 rehash：新旧表并存，每次 CRUD 顺带迁移若干桶，后台定时任务辅助搬迁——把 O(N) 的 rehash 摊平到每次操作
  • 过期键：惰性删除（访问时检查）+ 定期删除（每 100ms 抽样清理）双策略，平衡内存与 CPU

redisObject 的开销与优化

每个 redisObject 头约 16 字节（type/encoding/lru/refcount/ptr），小值场景开销占比高。优化手段：

  • 尽量命中紧凑编码：控制 hash/set/zset 的元素数与值大小在 listpack 阈值内（阈值可调但权衡 CPU）
  • 键名简短：键也是对象，长键名浪费可观（亿级键时 GB 级）
  • 整数化：能存整数不存字符串（int encoding 直接存值于 ptr，零额外分配）
  • 共享对象：0-9999 整数对象共享池（embstr/int 场景复用）
  • 32bit vs 64bit：指针 4 vs 8 字节，内存敏感场景的历史选项（今天少用）

单线程与结构的配合

redisObject 的统一接口让单线程命令分发可以对五种 type 一视同仁；紧凑编码减少内存占用即减少缓存缺失与 swap 风险——内部结构的全部设计都服务于”单线程+全内存”这两个前提：结构要省内存（内存是瓶颈）、操作要 O(1)/O(logN)（CPU 时间片珍贵）、rehash 要渐进（不能阻塞）。

验证与排障工具

  • OBJECT ENCODING key / MEMORY USAGE key：单键编码与内存
  • redis-cli --bigkeys / --memkeys：大键扫描（大 key 是删除阻塞与迁移卡顿的元凶）
  • INFO memory：used_memory vs RSS、碎片率 mem_fragmentation_ratio（>1.5 考虑重启整理或 activedefrag）

Redis 内部结构的主线：redisObject 统一抽象 + type/encoding 二层映射（小数据紧凑编码省内存）+ 全局字典渐进 rehash（单线程不阻塞）+ 双策略过期删除。记住”encoding 自动升级不可逆”与”大 key 是万恶之源”两条，内存类问题的排查就有了起点。