Redis核心技术-数据结构3-String、Redis Object

String类型底层结构

  使用的底层结构为简单动态字符串（Simple Dynamic String SDS）。

typedef char *sds;
struct sdshdr {
    int len;
    int free;
    char buf[];
};

  简单动态字符串内存长度：

  len:记录buf已使用的长度，len长度为4byte；
  alloc:记录buf实际分配的长度，alloc长度为4byte；
  buf:字节数组，保存实际数据，“\0”表示数据结束，额外增加1个字节开销。

  String类型除了SDS内存使用外，还有RedisObject结构体。

  RedisObject结构体使用8byte存储元数据，使用8byte存储数据指针，数据指针指向具体数据所在位置。

struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                            * LFU data (least significant 8 bits frequency
                            * and most significant 16 bits access time). */
    int refcount;
    void *ptr;
};

结构体RedisObject定义了5个属性：type、enconding、lru、refcount和*prt。

• type:当前值对象的数据类型

有序集合对象	对象的名称
REDIS STRING	字符串对象
REDIS LIST	列表对象
REDIS HAST	哈希对象
REDIS SET	集合对象
REDIS ZSET	有序集合对象

  查看key type：

> set testkey1 test
OK
> type testkey1
string

• encoding:当前值对象底层编码类型

类型	编 码	对 象
REDIS STRING	REDIS ENCODING INT	使用整数值实现的字符串对象
REDIS STRING	REDIS ENCODING EMBSTR	使用embstr编码的简单动态字符申实现的字符串对象
REDIS STRING	REDIS ENCODING RAW	使用简单动态字符申实现的字符串对象
REDIS LIST	REDIS ENCODING ZIPLIST	使用压缩列表实现的列表对象
REDIS LIST	REDIS ENCODING LINKEDLIST	使用双端链表实现的列表对象
REDIS HASH	REDIS ENCODING ZIPLIST	使用压缩列表实现的哈希对象
REDIS HASH	REDIS ENCODING HT	使用字典实现的哈希对象
REDIS SET	REDIS ENCODING INTSET	使用整数集合实现的集合对象
REDIS SET	REDIS ENCODING HT	使用字典实现的集合对象
REDIS ZSET	REDIS ENCODING ZIPLIST	使用压缩列表实型能有序篇合对象
REDIS ZSET	REDIS ENCODING SKIPLIST	使用跳跃表和字典实现的有序集合对象

  查看key encoding：

> set testkey1 test
OK
> object encoding testkey1
embstr
> set testkey2 7
OK
> object encoding testkey2
int

• Iru:存储最后一次使用此对象的时间等信息。当redis内存回收算法设置为volatile-lru或者allkeys-lru时候redis会优先释放最久没有被访问的数据。
• int refcount:记录对象引用次数。用于共享计数，类似于jvm的引用计数垃圾回收算法，当refcount为0时，表示没有其它对象引用，可以进行释放此对象。
• void *ptr:指向真正底层数据结构的指针。

  Redis针对不同的数据类型，做了一些优化：
1.如果是Long类型整数，ptr为整数数据，非指针，目的是为了节省内存，这种内存布局方式称为int编码方式；

2.如果是字符串类型，并且长度小于或等于44byte时，RedisObject中的元数据、ptr、SDS为一块连续内存，目的为了避免内存碎片，这种内存布局方式称为embstr编码方式；

3.如果字符串类型大于44byte，ptr指向SDS内存空间，这种内存布局方式称为raw编码方式。

  int编码、embstr编码、raw编码方式结构如下：

  Redis核心技术-数据结构1-底层结构中说的key和value存储在哈希表dictEntry结构体中，dictEntry结构体需要24byte，但是由于jemalloc内存分配方式规则，dictEntry实际内存为32byte。内存结构如下：

  Redis使用jemalloc库分配内存，jemalloc分配内存时，根据申请内存字节数N，计算比N大的字节数S，S取值最接近2的次方数。

  例如N=24，S取值2的5次方=32。类似JVM中的内存大小分配。

  由此可以计算出一个key和value最少需要多大内存？
  key和value都是Long整数，都使用int编码，需要64byte，其中dictEntry32byte（24byte+8byte填充）、key值16byte、value值16byte；

参考：
https://www.cnblogs.com/monkey-code/p/13157908.html