一、前言
Redis 提供了5种数据类型：String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、Zset（有序集合），理解每种数据类型的特点对于redis的开发和运维非常重要。
Redis 中的 hash 是我们经常使用到的一种数据类型，根据使用方式的不同，可以应用到很多场景中。
二、实现分析
由上述结构图可知，Hash类型有以下两种实现方式：
1、ziplist 编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现
2、hashtable 编码的哈希对象使用字典作为底层实现
1.ziplist 编码作为底层实现
ziplist 编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现， 每当有新的键值对要加入到哈希对象时， 程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾， 然后再将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表表尾， 因此：
保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起， 保存键的节点在前， 保存值的节点在后；
先添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表头方向，而后来添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表尾方向。
例如， 我们执行以下 HSET 命令， 那么服务器将创建一个列表对象作为 profile 键的值：
redis> HSET profile name "Tom"
(integer) 1
redis> HSET profile age 25
(integer) 1
redis> HSET profile career "Programmer"
(integer) 1
profile 键的值对象使用的是 ziplist 编码， 其中对象所使用的压缩列表结构如下图所示。
2.hashtable 编码作为底层实现
hashtable 编码的哈希对象使用字典作为底层实现， 哈希对象中的每个键值对都使用一个字典键值对来保存：
字典的每个键都是一个字符串对象， 对象中保存了键值对的键；
字典的每个值都是一个字符串对象， 对象中保存了键值对的值。
例如， 如果前面 profile 键创建的不是 ziplist 编码的哈希对象， 而是 hashtable 编码的哈希对象， 那么这个哈希对象结构如下图所示。
三、命令实现
因为哈希键的值为哈希对象， 所以用于哈希键的所有命令都是针对哈希对象来构建的， 下表列出了其中一部分哈希键命令， 以及这些命令在不同编码的哈希对象下的实现方法。
| 命令 | ziplist 编码实现方法 | hashtable 编码的实现方法 |
|---|---|---|
| HSET | 首先调用 ziplistPush 函数， 将键推入到压缩列表的表尾， 然后再次调用 ziplistPush 函数， 将值推入到压缩列表的表尾。 | 调用 dictAdd 函数， 将新节点添加到字典里面。 |
| HGET | 首先调用 ziplistFind 函数， 在压缩列表中查找指定键所对应的节点， 然后调用 ziplistNext 函数， 将指针移动到键节点旁边的值节点， 最后返回值节点。 | 调用 dictFind 函数， 在字典中查找给定键， 然后调用dictGetVal 函数， 返回该键所对应的值。 |
| HEXISTS | 调用 ziplistFind 函数， 在压缩列表中查找指定键所对应的节点， 如果找到的话说明键值对存在， 没找到的话就说明键值对不存在。 | 调用 dictFind 函数， 在字典中查找给定键， 如果找到的话说明键值对存在， 没找到的话就说明键值对不存在。 |
| HDEL | 调用 ziplistFind 函数， 在压缩列表中查找指定键所对应的节点， 然后将相应的键节点、 以及键节点旁边的值节点都删除掉。 | 调用 dictDelete 函数， 将指定键所对应的键值对从字典中删除掉。 |
| HLEN | 调用 ziplistLen 函数， 取得压缩列表包含节点的总数量， 将这个数量除以 2 ， 得出的结果就是压缩列表保存的键值对的数量。 | 调用 dictSize 函数， 返回字典包含的键值对数量， 这个数量就是哈希对象包含的键值对数量。 |
| HGETALL | 遍历整个压缩列表， 用 ziplistGet 函数返回所有键和值（都是节点）。 | 遍历整个字典， 用 dictGetKey 函数返回字典的键， 用dictGetVal 函数返回字典的值。 |
四、编码转换
当哈希对象可以同时满足以下两个条件时， 哈希对象使用 ziplist 编码：
哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于 64 字节；
哈希对象保存的键值对数量小于 512 个；
不能满足这两个条件的哈希对象需要使用 hashtable 编码。
注意：这两个条件的上限值是可以修改的， 具体请看配置文件中关于 hash-max-ziplist-value 选项和 hash-max-ziplist-entries 选项的说明。
对于使用 ziplist 编码的列表对象来说， 当使用 ziplist 编码所需的两个条件的任意一个不能被满足时， 对象的编码转换操作就会被执行： 原本保存在压缩列表里的所有键值对都会被转移并保存到字典里面， 对象的编码也会从 ziplist 变为 hashtable 。
以下代码展示了哈希对象编码转换的情况：
1.键的长度太大引起编码转换
# 哈希对象只包含一个键和值都不超过 64 个字节的键值对
redis> HSET book name "Mastering C++ in 21 days"
(integer) 1
redis> OBJECT ENCODING book
"ziplist"
# 向哈希对象添加一个新的键值对，键的长度为 66 字节
redis> HSET book long_long_long_long_long_long_long_long_long_long_long_description "content"
(integer) 1
# 编码已改变
redis> OBJECT ENCODING book
"hashtable"
2.值的长度太大引起编码转换
# 哈希对象只包含一个键和值都不超过 64 个字节的键值对
redis> HSET blah greeting "hello world"
(integer) 1
redis> OBJECT ENCODING blah
"ziplist"
# 向哈希对象添加一个新的键值对，值的长度为 68 字节
redis> HSET blah story "many string ... many string ... many string ... many string ... many"
(integer) 1
# 编码已改变
redis> OBJECT ENCODING blah
"hashtable"
3.键值对数量过多引起编码转换
# 创建一个包含 512 个键值对的哈希对象
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"
# 再向哈希对象添加一个新的键值对，使得键值对的数量变成 513 个
redis> HMSET numbers "key" "value"
OK
redis> HLEN numbers
(integer) 513
# 编码改变
redis> OBJECT ENCODING numbers
"hashtable"
五、要点总结
1.Hash类型两种编码方式，ziplist 与 hashtable
2.hashtable 编码的哈希对象使用字典作为底层实现
3.ziplist 与 hashtable 编码方式之间存在转换
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