Redis简单了解一

Redis

简单来说就是，一个键值对类型的单线程内存数据库。

支持String、List、Set、Sorted Set、hashes数据类型。这些都在官网文档有说明

 

数据结构

简单动态字符串sds

 

简单动态字符串（Simple Dynamic String），redis是用C语言写的，但它的简单动态字符串却比C语言的字符串优秀。数据结构如图：

free：分配了但未使用的内存字节长度
len：已经使用的内存字节长度。不含 '\0'

C语言的字符串结构如图：

1. 获取字符串长度复杂的从从 O(N) 变成 O(1)
2. 在操作字符串时可以避免缓冲区溢出
3. 减少了修改字符串引起的内存重分配次数
4. 二进制安全：C语言字符串不能存某些特殊字符串，而简单动态字符串可以

内存策略：

空间预分配：修改时如果需要扩展，分配空间也分配未使用空间。free = min(len + 1MB)。总长度= len + 1byte + free.
惰性空间释放：缩短字符串时，不立即释放空间，而是用free记录数量

 

链表linkedlist

链表是一种常用的数据结构，不过C语言没有内置。实现也简单。

维护表头、表尾指针，表长度及操作表的函数。

 

字典与哈希表dict

字典由两个哈希表组成，其中一个正常情况下是空的，也增加了自己的属性。

内存策略：扩展与收缩，

渐进式rehash

1. 为 ht[1] 分配空间
2. 修改 rehashidx 为0，表示开始 rehash
3. 依次把ht[0] 里的所有键值对 rehash到 ht[1]，每rehash 一个，rehashidx 加1
4. 期间 删除、查找、更新在两个哈希表上进行，添加元素则在新哈希表上进行。则最后旧表一定为空
5. 交互 ht[1] ht[0]，同时 把 rehashidx 置为0

 

跳跃表skiplist

简单来说，跳跃表是链表的一种变形。在链表的基础上添加层level的概念。

待续

 

整数集合intset

从名字可知，用来存储整数的

contents 数组类型取决于encoding，而encoding取值有：INTSET_ENC_INT16、INTSET_ENC_INT32、INTSET_ENC_INT64，分别代表int16_t、int32_t、int64_t 类型的值。

升级：当新加元素的类型比现有所有元素的类型都长时，先升级整数集合类型，然后添加元素到数组开头或者末尾。
注意：因为新元素引起了升级，因此它肯定比所有元素大（为正数），放末尾；或者比所有元素小（为负数），放开头。

使用升级策略目的：提升整数集合的灵活性，再就是节约内存。
另外，整数集合不支持降级。

 

压缩列表ziplist

压缩列表是redis为了节约内存而开发的，由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序数据结构。包含任何多个节点 entry，每个节点保存一个字节数组或者一个整数值。

注意：跟其他数据结构不同，它不是结构体。严格来说它不是数据结构，只是有组织的数据存储方式而已。

连锁更新：previous_entry_lenght 记录了前一个节点长度，用1或则会5个字节。增加或者删除前一个节点时，当前节点记录的长度发生变化，因此需要扩展空间。依次需要把后边连续的内存空间移动。复杂度O(N).
 

redis对象

所谓redis对象，就是一个结构体对象，让 void *ptr 指向它所使用的上述介绍的各种结构存储。

 

用它包装之前说的数据结构构成redis支持的数据类型：

比如ptr指向简单动态字符串，构成字符串对象：

 

再比如哈希对象：

每种数据类型都有两种数据结构实现，字符串类型有三种。至于redis底层选择哪种，自行了解。这里简单列举下数据类型和结构组合

对象	对应type	可用编码
字符串	REDIS_STRING	OBJ_ENCODING_INT	利用整数值实现的字符串
		OBJ_ENCODING_EMBSTR	利用embstr编码的sds实现的字符串对象
		OBJ_ENCODING_RAW	利用简单动态字符串实现的字符串
列表	REDIS_LIST	OBJ_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现列表对象
		OBJ_ENCODING_LINKEDLIST	使用双端列表实现列表对象
哈希对象	REDIS_HASH	OBJ_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现哈希对象
		OBJ_ENCODING_HT
集合	REDIS_SET	OBJ_ENCODING_INTSET	使用整数集合实现集合对象
		OBJ_ENCODING_HT	使用字典实现集合对象
有序集合	REDIS_ZSET	OBJ_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现有序集合对象
		OBJ_ENCODING_SKIPLIST	使用跳跃表和字典实现有序集合对象

 

 

数据库

redis 服务器就是一个内存数据库。所有数据都保存在redisServer 结构中，其中又分键空间与过期空间两个字典：

服务器上可以有多个数据库，一般我们操作的是db[0]，如果需要切换数据库，执行 SELECT x; x是数据库序号

对于每个数据库，都有键空间与过期空间。顾名思义

键空间存储键值对。

过期空间存储过期时间数据，但两个空间是共用键的。

 

客户端

所有客户端都存在list *clients 中，是一个列表。