面试题：Redis中常见的对象编码有哪些，在什么条件下会触发编码转换？

Question

请阐述Redis常见对象编码如int、embstr、raw等，并详细说明在哪些场景下会从一种编码转换为另一种编码，例如在数据量、数据类型等方面发生何种变化时会触发编码转换。

Answer 1

Redis常见对象编码

1. int：
   • 编码描述：当一个键值对中的值是一个整数值，并且这个整数值可以用64位有符号整数（long类型）表示时，Redis会使用int编码来存储这个值。这种编码方式非常紧凑和高效，因为它直接使用一个64位的整数来存储数据，而不需要额外的空间来存储对象头信息等。
   • 适用场景：适合存储范围在[-9223372036854775808, 9223372036854775807]之间的整数。例如存储用户ID、计数器等简单整数数据。
2. embstr：
   • 编码描述：embstr编码用于存储短字符串。它是一种优化的编码方式，将对象头和字符串内容连续存储在一块内存中。Redis的对象头通常为16字节左右，当字符串长度较短时（小于等于44字节，不同版本可能略有差异），使用embstr编码可以减少内存碎片，提高内存利用率。
   • 适用场景：适用于存储长度较短的字符串，比如常见的配置项名称、简短的标识字符串等。例如"name"，"status"等字符串。
3. raw：
   • 编码描述：当字符串长度超过embstr编码能够处理的最大长度时，Redis会使用raw编码。raw编码会为对象头和字符串内容分别分配内存，这种方式在处理长字符串时更为灵活，但也会产生更多的内存碎片。
   • 适用场景：适用于存储较长的字符串，如文章内容、较长的JSON字符串等。

编码转换场景

1. int到raw：
   • 数据类型变化：如果原来存储的是整数，后续对这个键执行操作，使得值不再是整数类型（例如通过SET key "new string value"将整数值变为字符串值），那么编码会从int转换为raw。
   • 数据量变化：理论上单纯的整数数据量变化（在64位有符号整数范围内）不会触发int到raw的转换。但如果通过某些操作改变了数据类型，如使用APPEND命令在整数值后追加字符串，会导致编码转换为raw。
2. embstr到raw：
   • 数据量变化：当使用APPEND命令向embstr编码的字符串追加内容，导致字符串长度超过了embstr编码所能处理的最大长度（通常小于等于44字节），Redis会将其编码从embstr转换为raw。这是因为embstr编码要求对象头和字符串内容在一块连续内存中，长度超出限制后无法满足此条件，只能采用raw编码分别分配内存。
3. 其他情况：
   • 对于哈希对象，如果哈希对象中元素个数较少且每个元素的键和值长度较短，会使用ziplist编码。但当元素个数超过hash-max-ziplist-entries（默认512）或者任何一个键值对长度超过hash-max-ziplist-value（默认64字节）时，哈希对象会从ziplist编码转换为hashtable编码。类似的，对于列表对象，当列表元素个数较少且每个元素长度较短时使用ziplist编码，元素个数超过list-max-ziplist-entries（默认512）或者元素长度超过list-max-ziplist-value（默认64字节）时，会转换为linkedlist编码（Redis 3.2之后，linkedlist被quicklist替代）。这些编码转换也间接影响了对象内部字符串等元素的编码，例如元素中的字符串如果长度变化可能会在embstr和raw编码间转换。