Redis是一个高性能的键值数据库，它支持多种数据类型，包括字符串、列表、集合、散列、有序集合和位图等。每种数据类型都有自己的底层结构，用来存储和操作数据。本文将介绍Redis数据类型的底层结构，以及它们的优缺点和适用场景。
字符串（string）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。字符串的底层结构是简单动态字符串（simple dynamic string，SDS），它是一个结构体，包含三个字段：len、free和buf。len表示字符串的长度，free表示剩余空间的大小，buf表示字符数组。SDS相比于C语言的字符串有以下优点：
1.避免了缓冲区溢出的风险，因为SDS会根据需要自动扩展或缩小空间。
2.减少了内存的重新分配次数，因为SDS会预留一些空间作为free，当字符串增长时，可以直接使用free而不需要重新分配内存。
3.获取字符串长度的时间复杂度为O(1)，因为SDS直接记录了len，而不需要像C语言那样遍历整个字符串。
列表（list）是Redis的另一种常用数据类型，它可以存储一个有序的字符串序列，支持在两端进行插入和删除操作。列表的底层结构有两种：压缩列表（ziplist）和双向链表（linkedlist）。压缩列表是一种紧凑的顺序存储结构，它由一系列特殊编码的连续内存块组成，每个内存块可以存储一个字符串或一个整数。压缩列表占用的空间很小，适合存储短小的元素。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值和两个指针，分别指向前一个节点和后一个节点。双向链表占用的空间较大，但是支持快速地在任意位置进行插入和删除操作。Redis会根据列表中元素的数量和大小来选择合适的底层结构，当列表满足一定条件时，会自动地在压缩列表和双向链表之间进行转换。
集合（set）是Redis的又一种数据类型，它可以存储一个无序且不重复的字符串集合，支持添加、删除、判断是否存在等操作。集合的底层结构也有两种：整数集合（intset）和哈希表（hashtable）。整数集合是一种顺序存储结构，它由一个数组和一个表示数组长度的变量组成，数组中存储了有序且不重复的整数。整数集合占用的空间较小，适合存储整数值较小且数量较少的元素。哈希表是一种散列存储结构，它由一个数组和一个表示负载因子的变量组成，数组中每个元素是一个链表，链表中存储了多个键值对，键为集合元素，值为NULL。哈希表占用的空间较大，但是支持快速地查找、添加和删除元素。Redis会根据集合中元素的类型和数量来选择合适的底层结构，当集合满足一定条件时，会自动地在整数集合和哈希表之间进行转换。
散列（hash）是Redis的还一种数据类型，它可以存储一个由字段和值组成的映射表，支持设置、获取、删除等操作。散列的底层结构只有一种：压缩列表或哈希表。压缩列表和哈希表的特点在前面已经介绍过，这里不再赘述。