一、Hash类型简介

Redis的Hash类型是 Redis 3.2 版本引入的一个数据结构，它允许你在一个键下面存储多个字段和值。在 Redis 内部，Hash 类型可以有多种底层数据结构来实现，这取决于存储的数据量和特定的使用模式。哈希类型适用于存储对象，例如用户信息、商品详情等。通过使用哈希，可以更方便地对数据进行操作和查询。

Hash的底层数据结构在早期版本使用ZipList（压缩列表）和HashTable，在某些版本中（尤其是较新版本），Redis 可能还会使用 Quicklist 作为 Hash 类型的底层数据结构。Quicklist 是 ziplist 和 linkedlist（链表）的混合体，它通过多个 ziplist 节点组成一个链表来提高大数据量下的性能。Quicklist 提供了更好的性能平衡，特别是在需要频繁插入和删除操作时。在 Redis 7.0 中，ZipList数据结构已经废弃了，交由 ListPack 数据结构来实现了。

二、Hash使用场景

• 存储用户信息：如果你需要存储用户信息，如用户名、邮箱、年龄等，可以使用 Redis Hash 存储。
• 缓存对象：如果你有一个对象需要频繁更新和访问，可以将这个对象的属性以 Hash 的形式存储到 Redis 中。
• 会话存储：可以使用 Redis Hash 存储用户会话信息，如用户的登录状态、购物车内容等。
• 频繁更新的统计数据，如用户积分、访问次数等。
• 程序中的频繁读取和偶尔更新的配置数据。
• 存储地理位置信息的应用（如地图服务），Redis Hash 可以用来存储地点ID、经纬度、地址等信息。

三、底层编码方式

编码方式主要分两部分讲，一个是Redis6中的编码方式，一个是Redis7的编码方式。

在Redis6中，Hash数据结构的底层实现有两种编码方式，分别是ziplist（压缩列表）和hashtable（哈希表），Quicklist 是 ziplist 和 linkedlist（链表）的混合体，它通过多个 ziplist 节点组成一个链表来提高大数据量下的性能。Quicklist 提供了更好的性能平衡，特别是在需要频繁插入和删除操作时。在 Redis 7.0 中，ZipList数据结构已经废弃了，交由 ListPack 数据结构来实现了。

四、Hash底层数据结构

Redis的Hash类型的储存结构，分别是ZipLIst、Quicklis、ListPack和HashTable  ，下面对这些结构分别进行分析。

①ZIPLIST底层数据结构

ZipList是经过特殊编码的双向链接列表，对于上面提到的LinkedList链表结构，由于内存中不是连续的，LinkedList多使用指针导致浪费内存空间、内存使用率都较低。为了解决这个问题，引入了 ZipList这种数据结构。 ZipList是一种有顺序、内存连续的数据结构。具备节省内存空间、提升内存使用率，适用于元素数量少且长度比较小的场景。在Redis 7.0版本之前是List、Hash、ZSet底层实现之一，但是自身也存在其他问题，因此在 Redis 7.0后被ListPack完全替换。

Ⅰ、ZIPLIST类对象

typedef struct ziplist{     /*ziplist分配的内存大小*/     uint32_t zlbytes;     /*达到尾部的偏移量 */     uint32_t zltail;     /*存储元素实体个数*/     uint16_t zllen;     /*存储内容实体元素*/     unsigned char* content[];     /*尾部标识*/     unsigned char zlend;}ziplist;

• zlbytes：压缩列表的字节长度。
• zltail：压缩列表尾元素相对于压缩列表起始地址的偏移量（目的是为了直接定位到尾节点，方便反向查询）。
• zllen：压缩列表的元素个数。
• entry：各个节点数据。
• zlend：压缩列表的结尾，占一个字节，一直是0xFF（255）。

Ⅱ、ZIPLIST中节点(entry)类对象

typedef struct ziplistEntry {

    unsigned int pre_entry_len; // 前一个entry的长度编码大小

unsigned char encoding; // 节点编码方式

    unsigned char *content; // 指向当前entry数据的指针(节点的起始指针)

} ziplistEntry;

• pre_entry_length: 记录了前一个节点的长度，通过这个值，可以进行指针计算，从而跳转到上一个节点。
• 根据编码方式的不同， pre_entry_length 域可能占用 1 字节或者 5 字节：1 字节，如果前一节点的长度小于 254 字节，便使用一个字节保存它的值。5 字节，如果前一节点的长度大于等于 254 字节，那么将第 1 个字节的值设为 254 ，然后用接下来的 4 个字节保存实际长度。
• encoding表示编码类型

字符串类型: 字符串类型有1、2、5三种编码长度，前两位表示编码类型，剩余位表示字符串长度。

00|aaaaaa：存储长度小于等于63byte的字符串。

01|aaaaaa bbbbbbbb：存储长度小于等于16383byte的字符串。

10|...... bbbbbbbb cccccccc dddddddd eeeeeeee：存储长度小于等于4294967295byte的字符串，'.'固定为0。

整数类型：整数类型的编码长度统一位1字节。

1100 0000：表示16位有符号整数，content占用2byte。

1101 0000：表示32位有符号整数，content占用4byte。

1110 0000：表示64位有符号整数，content占用8byte。

1111 0000：表示24位有符号整数，content占用3byte。

1111 1110：表示8位有符号整数，content占用1byte。

1111 0001 - 1111 1101：没有content部分，依次表示整数0-12。

• content: 保存当前entry节点数据，可以是字符串或整数。

Ⅲ、ZIPLIST底层数据结构

Ⅳ、ZIPLIST数据结构存在问题

• 查询效率

数据过多，导致链表过长，可能影响查询性能

• 内存重分配&&连锁更新

ZipList 在更新或者新增时候，如空间不够则需要对整个列表进行重新分配。当新插入的元素较大时，可能会导致后续元素的prevlen 占用空间都发生变化，从而引起「连锁更新」问题，导致每个元素的空间都