面试题：Redis RDB文件中字符串类型数据的存储方式是什么

Question

请详细阐述在Redis的RDB文件里，字符串类型的数据是如何进行存储的，包括其可能涉及的编码方式以及存储结构等方面。

Answer 1

1. 编码方式

在Redis中，字符串类型可能采用以下编码方式存储在RDB文件：

• int编码：当字符串内容是整数值，且这个整数值在LONG_MIN到LONG_MAX之间时，Redis会使用int编码来存储该字符串。例如，字符串"12345"就可能采用int编码，这种编码方式直接存储整数值，占用空间少，效率高。
• embstr编码：如果字符串长度小于等于39字节，Redis会采用embstr编码。embstr编码将RedisObject和SDS（简单动态字符串）连续存储在一块内存中，减少内存碎片，提高内存利用率。这种编码方式在创建和释放时只需一次内存分配和释放操作。
• raw编码：当字符串长度大于39字节时，会使用raw编码。raw编码下，RedisObject和SDS是分开存储的，需要两次内存分配和释放操作，相对embstr会产生更多内存碎片。

2. 存储结构

• RedisObject结构：在RDB文件中，每个对象都以RedisObject结构作为头部。RedisObject包含了对象的类型（这里为字符串类型）、编码方式、引用计数以及指向实际数据的指针等信息。对于字符串类型，type字段标识为字符串类型，encoding字段标识上述提到的编码方式。
• SDS结构（针对embstr和raw编码）：简单动态字符串（SDS）是Redis中字符串的实际存储结构。SDS结构包含三个部分：
  • len：记录字符串的实际长度。
  • alloc：记录已分配的空间长度。
  • buf[]：存储实际的字符串内容，以'\0'结尾。例如，对于字符串"hello"，len为5，alloc至少为6（包含'\0'），buf数组中存储'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'。在embstr编码中，RedisObject和SDS紧凑存储；而在raw编码中，它们分开存储。
• 整数值存储（针对int编码）：当采用int编码时，直接在RedisObject结构内存储整数值，无需SDS结构。例如，如果字符串内容是"100"，在int编码下，直接在RedisObject对应位置存储100这个整数值。