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Redis 进阶：数据结构底层实现与集群方案	2026-05-20	数据库	Redis 缓存 数据结构	从 SDS、ziplist、skiplist 等底层数据结构讲起，到 RDB/AOF 持久化、哨兵模式、Cluster 集群。

一、底层数据结构

1.1 简单动态字符串（SDS）

Redis 没有使用 C 语言的字符串，而是自己实现了 SDS：

• 二进制安全
• 杜绝缓冲区溢出
• 获取字符串长度 O(1)
• 空间预分配和惰性释放

1.2 压缩列表（ziplist）

连续内存块组成的顺序存储结构，节约内存：

[zlbytes][zltail][zllen][entry...][zlend]

当列表元素较少或元素较小时使用。Redis 7.0 后被 listpack 替代。

1.3 跳跃表（skiplist）

有序集合的底层实现之一，平均 O(log n) 的查找效率：

typedef struct zskiplistNode {
    sds ele;          // 成员对象
    double score;     // 分值
    zskiplistNode *backward;  // 后退指针
    zskiplistLevel {
        zskiplistNode *forward;
        unsigned long span;
    } level[];
} zskiplistNode;

二、持久化机制

2.1 RDB

快照方式，将某一时刻的内存数据写入磁盘：

save 900 1    # 900秒内至少1个key变化
save 300 10   # 300秒内至少10个key变化

2.2 AOF

记录每次写操作命令，重启时重放：

• appendfsync always — 每条命令都同步
• appendfsync everysec — 每秒同步（推荐）
• appendfsync no — 由操作系统决定

生产环境建议 RDB + AOF 同时开启，取长补短。

三、集群方案

3.1 哨兵模式

监控主节点，自动故障转移。最少需要 3 个哨兵节点。

3.2 Cluster 集群

数据分片，16384 个哈希槽分布在多个节点。支持水平扩展。

四、总结

理解底层数据结构有助于合理选择数据类型和预估内存占用。生产环境要做好持久化和高可用方案。