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深入剖析 redis 数据结构 redisObject

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   redis 是 key-value 存储系统,其中 key 类型一般为字符串,而 value 类型则为 redis 对象(redis object)。redis 对象可以绑定各种类型的数据,譬如 string、list 和 set。

typedef struct redisObject {
    // 刚刚好 32 bits
 
    // 对象的类型,字符串/列表/集合/哈希表
    unsigned type:4;
 
    // 未使用的两个位
    unsigned notused:2;     /* Not used */
 
    // 编码的方式,redis 为了节省空间,提供多种方式来保存一个数据
    // 譬如:“123456789” 会被存储为整数 123456789
    unsigned encoding:4;
 
    // 当内存紧张,淘汰数据的时候用到
    unsigned lru:22;        /* lru time (relative to server.lruclock) */
 
    // 引用计数
    int refcount;
 
    // 数据指针
    void *ptr;
} robj;

   redis 中定义了 struct redisObject,它是一个简单优秀的数据结构,因为在 redisObject 中数据属性和数据分开来了,其中,数据属性包括数据类型,存储编码方式,淘汰时钟,引用计数。下面一一展开:

   数据类型,标记了 redis 对象绑定的是什么类型的数据,有下面几种可能的值;

/* Object types */
#define REDIS_STRING 0
#define REDIS_LIST 1
#define REDIS_SET 2
#define REDIS_ZSET 3
#define REDIS_HASH 4

   存储编码方式,一个数据,可以以多种方式存储。譬如,数据类型为 REDIS_SET 的数据编码方式可能为 REDIS_ENCODING_HT,也可能为 REDIS_ENCODING_INTSET。

/* Objects encoding. Some kind of objects like Strings and Hashes can be
* internally represented in multiple ways. The 'encoding' field of the object
* is set to one of this fields for this object. */
#define REDIS_ENCODING_RAW 0     /* Raw representation */
#define REDIS_ENCODING_INT 1     /* Encoded as integer */
#define REDIS_ENCODING_HT 2      /* Encoded as hash table */
#define REDIS_ENCODING_ZIPMAP 3  /* Encoded as zipmap */
#define REDIS_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* Encoded as regular linked list */
#define REDIS_ENCODING_ZIPLIST 5 /* Encoded as ziplist */
#define REDIS_ENCODING_INTSET 6  /* Encoded as intset */
#define REDIS_ENCODING_SKIPLIST 7  /* Encoded as skiplist */

   淘汰时钟,redis 对数据集占用内存的大小有「实时」的计算,当超出限额时,会淘汰超时的数据。

   引用计数,一个 redis 对象可能被多个指针引用。当需要增加或者减少引用的时候,必须调用相应的函数,程序员必须遵守这一准则。

// 增加 redis 对象引用
void incrRefCount(robj *o) {
    o->refcount++;
}
 
// 减少 redis 对象引用。特别的,引用为零的时候会销毁对象
void decrRefCount(robj *o) {
    if (o->refcount <= 0) redisPanic("decrRefCount against refcount <= 0");
 
    // 如果取消的是最后一个引用,则释放资源
    if (o->refcount == 1) {
        // 不同数据类型,销毁操作不同
        switch(o->type) {
        case REDIS_STRING: freeStringObject(o); break;
        case REDIS_LIST: freeListObject(o); break;
        case REDIS_SET: freeSetObject(o); break;
        case REDIS_ZSET: freeZsetObject(o); break;
        case REDIS_HASH: freeHashObject(o); break;
        default: redisPanic("Unknown object type"); break;
        }
        zfree(o);
    } else {
        o->refcount--;
    }
}

   得益于 redis 是单进程单线程工作的,所以增加/减少引用的操作不必保证原子性,这在 memcache 中是做不到的。

   struct redisObject 把最后一个指针留给了真正的数据。

建议继续学习:

  1. redis源代码分析 - persistence    (阅读:31116)
  2. Redis消息队列的若干实现方式    (阅读:10686)
  3. 浅谈MySQL索引背后的数据结构及算法    (阅读:9860)
  4. 基于Redis构建系统的经验和教训    (阅读:9256)
  5. 浅谈redis数据库的键值设计    (阅读:8264)
  6. redis在大数据量下的压测表现    (阅读:7363)
  7. redis运维的一些知识点    (阅读:7391)
  8. Redis和Memcached的区别    (阅读:6740)
  9. Redis作者谈Redis应用场景    (阅读:6543)
  10. redis 运维实际经验纪录之一    (阅读:6451)
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