Redis内部实现（数据结构和对象）

1. Redis内部实现

1.1. 数据结构和对象

Redis使用对象来存储数据库中的键和值，每次新创建一个键值对时，其内部至少创建了两个对象：键对象（字符串对象）、值对象（5种类型）。如下图所示：

Ø 数据类型（type）：对象类型，共5种。每种类型由多个编码方式来实现。

Ø 编码方式（encoding）：对象的底层数据结构类型，即编码方式，共7种。

Ø 数据指针（ptr）：指向具体键或值的内容

Ø 虚拟内存（vm）：

1.1.1. 数据类型

String类型：

（1）数据结构方式有3种：

 

SET number 10086                  //int编码，  当val值大于32字节时，转为raw编码

SET story “long”                  //embstr编码，当val值大于32字节时，转为raw编码

SET story “long, long ago there lived aking…”          // raw编码，前两种执行效率更高

（2）常用命令有：

SET  key val

GET  key

APPEND

STRLEN

 

hash类型：

（1）数据结构方式有2种：

（2）常用命令有：

待补充

 

list类型：

（1）数据结构方式有2种：

 

（2）常用命令有：

待补充

 

set类型：

（1）数据结构方式有2种：

 

（2）常用命令有：

待补充

 

sorted set类型：

（1）数据结构方式有2种：

 

（2）常用命令有：

待补充

1.1.2. 编码方式

简单字符串(embstr, raw)

（1）数据结构

 

（2）特点

Ø SDS的空间分配和修改工作由SDS的API内部完成，防止内存溢出；

Ø 获取字符串长度只需len－free－1，使得对长字符串执行STRLEN效率很高；

Ø 频繁的修改字符串带来的内存大小变化，SDS会有优化算法减少内存分配次数；

    若修改后len < 1M,则free也分配len长度；

    若修改后len > 1M,则free分配1M长度；

Ø 当修改后长度变小时，系统为了防止再变大，因此不会自动释放free空间，而需要人工调用SDS的free API。

Ø SDS API都是二进制安全的，可以保存二进制数据

 

链表（linkedlist）

（1）数据结构

 

（2）特点

 

字典（hashtable）

（1）数据结构

 

（2）特点

Ø 通过负载因子（used/size）和BGSAVE等命令执行状态，看是否需要reflash（用于扩容和收缩哈希表）。

 

跳跃表（skiplist）

（1）数据结构

 

（2）特点

Ø 是一种有序数据结构，每个对象有一个score，跳跃表能根据score进行排序。

 

整数集合（set）

（1）数据结构

 

（2）特点

Ø 自动转型，之前INT16，当65535存入时，所有成员都转为INT32，再存入429496729时，所有成员转INT64型。

压缩列表（ziplist）

（1）数据结构

 

（2）特点

Ø 只存小整数值，短字符串，少量hash表（值是小整数值，短字符串时）的键值。

1.1.3. 数据指针

（待补充）

1.1.4. 虚拟内存

（待补充）