一、前言
Redis 提供了5種資料型別：String（字串）、Hash（雜湊）、List（列表）、Set（集合）、Zset（有序集合），理解每種資料型別的特點對於redis的開發和運維非常重要。
Redis 中的 hash 是我們經常使用到的一種資料型別，根據使用方式的不同，可以應用到很多場景中。
二、實現分析
由上述結構圖可知，Hash型別有以下兩種實現方式：
1、ziplist 編碼的雜湊物件使用壓縮列表作為底層實現
2、hashtable 編碼的雜湊物件使用字典作為底層實現
1.ziplist 編碼作為底層實現
ziplist 編碼的雜湊物件使用壓縮列表作為底層實現， 每當有新的鍵值對要加入到雜湊物件時， 程式會先將儲存了鍵的壓縮列表節點推入到壓縮列表表尾， 然後再將儲存了值的壓縮列表節點推入到壓縮列表表尾， 因此：
儲存了同一鍵值對的兩個節點總是緊挨在一起， 儲存鍵的節點在前， 儲存值的節點在後；
先新增到雜湊物件中的鍵值對會被放在壓縮列表的表頭方向，而後來新增到雜湊物件中的鍵值對會被放在壓縮列表的表尾方向。
例如， 我們執行以下 HSET 命令， 那麼伺服器將建立一個列表物件作為 profile 鍵的值：
redis> HSET profile name "Tom"
(integer) 1
redis> HSET profile age 25
(integer) 1
redis> HSET profile career "Programmer"
(integer) 1
profile 鍵的值物件使用的是 ziplist 編碼， 其中物件所使用的壓縮列表結構如下圖所示。
2.hashtable 編碼作為底層實現
hashtable 編碼的雜湊物件使用字典作為底層實現， 雜湊物件中的每個鍵值對都使用一個字典鍵值對來儲存：
字典的每個鍵都是一個字串物件， 物件中儲存了鍵值對的鍵；
字典的每個值都是一個字串物件， 物件中儲存了鍵值對的值。
例如， 如果前面 profile 鍵建立的不是 ziplist 編碼的雜湊物件， 而是 hashtable 編碼的雜湊物件， 那麼這個雜湊物件結構如下圖所示。
三、命令實現
因為雜湊鍵的值為雜湊物件， 所以用於雜湊鍵的所有命令都是針對雜湊物件來構建的， 下表列出了其中一部分雜湊鍵命令， 以及這些命令在不同編碼的雜湊物件下的實現方法。
| 命令 | ziplist 編碼實現方法 | hashtable 編碼的實現方法 |
|---|---|---|
| HSET | 首先呼叫 ziplistPush 函式， 將鍵推入到壓縮列表的表尾， 然後再次呼叫 ziplistPush 函式， 將值推入到壓縮列表的表尾。 | 呼叫 dictAdd 函式， 將新節點新增到字典裡面。 |
| HGET | 首先呼叫 ziplistFind 函式， 在壓縮列表中查詢指定鍵所對應的節點， 然後呼叫 ziplistNext 函式， 將指標移動到鍵節點旁邊的值節點， 最後返回值節點。 | 呼叫 dictFind 函式， 在字典中查詢給定鍵， 然後呼叫dictGetVal 函式， 返回該鍵所對應的值。 |
| HEXISTS | 呼叫 ziplistFind 函式， 在壓縮列表中查詢指定鍵所對應的節點， 如果找到的話說明鍵值對存在， 沒找到的話就說明鍵值對不存在。 | 呼叫 dictFind 函式， 在字典中查詢給定鍵， 如果找到的話說明鍵值對存在， 沒找到的話就說明鍵值對不存在。 |
| HDEL | 呼叫 ziplistFind 函式， 在壓縮列表中查詢指定鍵所對應的節點， 然後將相應的鍵節點、 以及鍵節點旁邊的值節點都刪除掉。 | 呼叫 dictDelete 函式， 將指定鍵所對應的鍵值對從字典中刪除掉。 |
| HLEN | 呼叫 ziplistLen 函式， 取得壓縮列表包含節點的總數量， 將這個數量除以 2 ， 得出的結果就是壓縮列表儲存的鍵值對的數量。 | 呼叫 dictSize 函式， 返回字典包含的鍵值對數量， 這個數量就是雜湊物件包含的鍵值對數量。 |
| HGETALL | 遍歷整個壓縮列表， 用 ziplistGet 函式返回所有鍵和值（都是節點）。 | 遍歷整個字典， 用 dictGetKey 函式返回字典的鍵， 用dictGetVal 函式返回字典的值。 |
四、編碼轉換
當雜湊物件可以同時滿足以下兩個條件時， 雜湊物件使用 ziplist 編碼：
雜湊物件儲存的所有鍵值對的鍵和值的字串長度都小於 64 位元組；
雜湊物件儲存的鍵值對數量小於 512 個；
不能滿足這兩個條件的雜湊物件需要使用 hashtable 編碼。
注意：這兩個條件的上限值是可以修改的， 具體請看配置檔案中關於 hash-max-ziplist-value 選項和 hash-max-ziplist-entries 選項的說明。
對於使用 ziplist 編碼的列表物件來說， 當使用 ziplist 編碼所需的兩個條件的任意一個不能被滿足時， 物件的編碼轉換操作就會被執行： 原本儲存在壓縮列表裡的所有鍵值對都會被轉移並儲存到字典裡面， 物件的編碼也會從 ziplist 變為 hashtable 。
以下程式碼展示了雜湊物件編碼轉換的情況：
1.鍵的長度太大引起編碼轉換
# 雜湊物件只包含一個鍵和值都不超過 64 個位元組的鍵值對
redis> HSET book name "Mastering C++ in 21 days"
(integer) 1
redis> OBJECT ENCODING book
"ziplist"
# 向雜湊物件新增一個新的鍵值對，鍵的長度為 66 位元組
redis> HSET book long_long_long_long_long_long_long_long_long_long_long_description "content"
(integer) 1
# 編碼已改變
redis> OBJECT ENCODING book
"hashtable"
2.值的長度太大引起編碼轉換
# 雜湊物件只包含一個鍵和值都不超過 64 個位元組的鍵值對
redis> HSET blah greeting "hello world"
(integer) 1
redis> OBJECT ENCODING blah
"ziplist"
# 向雜湊物件新增一個新的鍵值對，值的長度為 68 位元組
redis> HSET blah story "many string ... many string ... many string ... many string ... many"
(integer) 1
# 編碼已改變
redis> OBJECT ENCODING blah
"hashtable"
3.鍵值對數量過多引起編碼轉換
# 建立一個包含 512 個鍵值對的雜湊物件
redis> EVAL "for i=1, 512 do redis.call('HSET', KEYS[1], i, i) end" 1 "numbers"
(nil)
redis> HLEN numbers
(integer) 512
redis> OBJECT ENCODING numbers
"ziplist"
# 再向雜湊物件新增一個新的鍵值對，使得鍵值對的數量變成 513 個
redis> HMSET numbers "key" "value"
OK
redis> HLEN numbers
(integer) 513
# 編碼改變
redis> OBJECT ENCODING numbers
"hashtable"
五、要點總結
1.Hash型別兩種編碼方式，ziplist 與 hashtable
2.hashtable 編碼的雜湊物件使用字典作為底層實現
3.ziplist 與 hashtable 編碼方式之間存在轉換
