数据库|15张图解Redis为什么这么快( 二 ) c语言

惰性空间释放

当然，有空间分配对应的就有空间释放。
SDS 缩短时，并不会回收多余的内存空间，而是使用 free 字段将多出来的空间记录下来。如果后续有变更操作，直接使用 free 中记录的空间，减少了内存的分配。
（3）二进制安全
【数据库|15张图解Redis为什么这么快】你已经知道了 Redis 可以存储各种数据类型，那么二进制数据肯定也不例外。但二进制数据并不是规则的字符串格式，可能会包含一些特殊的字符，比如 '\\0' 等。
前面我们提到过， C 中字符串遇到 '\\0' 会结束，那 '\\0' 之后的数据就读取不上了。但在 SDS 中，是根据 len 长度来判断字符串结束的。
看，二进制安全的问题就解决了。
2、双端链表
列表 List 更多是被当作队列或栈来使用的。队列和栈的特性一个先进先出，一个先进后出。双端链表很好的支持了这些特性。

- 双端链表 -
（1）前后节点
链表里每个节点都带有两个指针， prev 指向前节点， next 指向后节点。这样在时间复杂度为 O(1) 内就能获取到前后节点。
（2）头尾节点
你可能注意到了，头节点里有 head 和 tail 两个参数，分别指向头节点和尾节点。这样的设计能够对双端节点的处理时间复杂度降至 O(1) ，对于队列和栈来说再适合不过。同时链表迭代时从两端都可以进行。
（3）链表长度
头节点里同时还有一个参数 len ，和上边提到的 SDS 里类似，这里是用来记录链表长度的。因此获取链表长度时不用再遍历整个链表，直接拿到 len 值就可以了，这个时间复杂度是 O(1) 。
你看，这些特性都降低了 List 使用时的时间开销。
3、压缩列表
双端链表我们已经熟悉了。不知道你有没有注意到一个问题：如果在一个链表节点中存储一个小数据，比如一个字节。那么对应的就要保存头节点，前后指针等额外的数据。
这样就浪费了空间，同时由于反复申请与释放也容易导致内存碎片化。这样内存的使用效率就太低了。
于是，压缩列表上场了！

它是经过特殊编码，专门为了提升内存使用效率设计的。所有的操作都是通过指针与解码出来的偏移量进行的。
并且压缩列表的内存是连续分配的，遍历的速度很快。
4、字典

Redis 作为 K-V 型数据库，所有的键值都是用字典来存储的。

日常学习中使用的字典你应该不会陌生，想查找某个词通过某个字就可以直接定位到，速度非常快。这里所说的字典原理上是一样的，通过某个 key 可以直接获取到对应的value 。

字典又称为哈希表，这点没什么可说的。哈希表的特性大家都很清楚，能够在 O(1) 时间复杂度内取出和插入关联的值。

5、跳跃表
作为 Redis 中特有的数据结构-跳跃表，其在链表的基础上增加了多级索引来提升查找效率。

这是跳跃表的简单原理图，每一层都有一条有序的链表，最底层的链表包含了所有的元素。这样跳跃表就可以支持在 O(logN) 的时间复杂度里查找到对应的节点。

下面这张是跳表真实的存储结构，和其它数据结构一样，都在头节点里记录了相应的信息，减少了一些不必要的系统开销。
合理的数据编码

对于每一种数据类型来说，底层的支持可能是多种数据结构，什么时候使用哪种数据结构，这就涉及到了编码转化的问题。

那我们就来看看，不同的数据类型是如何进行编码转化的：