Redis是一个高性能的键值数据库，它支持五种数据类型：字符串、列表、集合、散列和有序集合。这些数据类型都有各自的特点和用途，但是它们的底层数据结构是如何实现的呢？本文将从源码的角度，分析Redis五种数据类型的内部实现原理。
字符串
字符串是Redis最基本的数据类型，它可以存储任何形式的二进制数据，如文本、图片、音频等。字符串的最大长度为512MB。
字符串的底层数据结构是一个名为sdshdr的结构体，它包含了以下几个字段：
1.len：字符串的长度
2.free：字符串未使用的空间
3.buf：字符串的内容
sdshdr结构体采用了空间预分配和惰性释放的策略，以提高内存利用率和减少内存碎片。当字符串需要扩展时，如果未使用空间不足，Redis会根据当前字符串长度分配更多的空间。当字符串需要缩短时，Redis不会立即释放多余的空间，而是将其记录在free字段中，以便后续使用。
列表是Redis中最常用的数据类型之一，它可以存储多个字符串元素，按照插入顺序排序。列表支持在两端进行插入和删除操作，时间复杂度为O(1)。
列表的底层数据结构有两种：压缩列表和双向链表。压缩列表是一种紧凑的顺序存储结构，它将多个字符串元素连续地存储在一块连续的内存空间中，每个元素前面有一个表示长度和编码方式的字节。压缩列表占用空间少，适合存储小元素和短列表。双向链表是一种链式存储结构，它由多个节点组成，每个节点包含一个字符串元素和两个指向前后节点的指针。双向链表占用空间多，但是支持快速地遍历和定位元素。
Redis会根据列表中元素的数量和大小，动态地选择合适的底层数据结构。当列表满足以下条件时，Redis会使用压缩列表：
1.列表中所有元素都小于64字节
2.列表中元素数量小于512个
否则，Redis会使用双向链表。
集合是Redis中另一种常用的数据类型，它可以存储多个不重复的字符串元素，并支持集合间的交并差运算。
集合的底层数据结构有两种：整数集合和哈希表。整数集合是一种紧凑的顺序存储结构，它将多个整数值连续地存储在一块连续的内存空间中，并按照从小到大的顺序排序。整数集合占用空间少，适合存储小范围和有序的整数值。哈希表是一种散列存储结构，它由一个数组和多个链表组成，每个数组元素指向一个链表头节点，每个链表节点包含一个字符串元素和一个指向下一个节点的指针。哈希表占用空间多，但是支持快速地查找和添加元素。
Redis会根据集合中元素的类型和数量，动态地选择合适的底层数据结构。当集合满足以下条件时，Redis会使用整数集合：
1.集合中所有元素都是整数值
2.集合中元素数量小于512个
否则，Redis会使用哈希表。