Redis學習筆記（六） 對象

前面咱們看了Redis用到的主要數據結構，如簡單動態字符串（SDS）、雙向鏈表、字典、壓縮列表、整數集合等。

可是Redis並無直接使用這些數據結構來實現鍵值對，而是基於這些數據結構建立了一個對象系統，這個系統包括字符串對象、列表對象、哈希對象、集合對象、有序集合對象，除此以外，redis的對象系統還實現了基於計數技術的內存回收機制，另外redis還經過引用計數技術實現了對象共享機制（適當條件下，多個數據庫鍵共享同一個對象來節約內存）。

最後，redis的對象帶有訪問時間記錄信息，該信息能夠用於計算數據庫鍵的空轉時長，在服務器啓用了maxmemory功能的狀況下，空轉時長較大的鍵會優先被服務器刪除。

 

一、Redis中的每一個結構都是由redisObject結構標識，包含ptr（指向底層實現的數據結構）、encoding（決定用那種底層數據結構）、type等屬性。

 

二、當咱們建立一個鍵值對時，咱們至少會建立兩個對象：鍵對象（字符串對象），值對象（物種類型）。

 

三、字符串對象的編碼能夠是整數、raw或者enbstr、sds

1. enbstr（短字符串長度小於32）調用一次分配內存函數，分配一個連續的內存包含redisObject結構與sdshdr結構，不包含修改命令，執行任何修改命令會轉爲raw對象。

2. sds（字符串長度超過32）。

3. raw 會調用兩次內存分配分別建立redisObject結構與sdshdr結構。

 

四、列表對象，列表對象的編碼能夠是ziplist或者linkedlist

1. ziplist使用壓縮列表做爲底層實現。列表對象保存的全部字符串元素長度都小於64字節，元素數量小於512個時使用壓縮列表作爲底層實現。

2. linkedlist編碼列表對象使用雙向鏈表做爲底層實現，每一個雙向鏈表節點都保存一個字符串對象。

 

五、哈希對象

1. 哈希對象的編碼能夠是ziplist或者hashtable

2. ziplist編碼的哈希對象使用壓縮表做爲底層實現，當由新的鍵值對加入到hash對象時，程序會先將保存了鍵的壓縮列表節點推入到壓縮列表的表尾，而後將保存了值的壓縮列表節點推入到壓縮列表的表尾。

3. 使用hashtable做爲編碼的哈希對象使用字典做爲底層實現，鍵使用字符串對象，值使用字符串對象。

六、集合對象

1. 集合對象的編碼能夠是 intset或者是hashtable

2. intset編碼的集合對象使用整數集合做爲底層實現。

3. hashtable編碼的集合對象使用字典做爲底層實現，字典的每一個鍵都是一個字符串對象，每一個字符串對象包含一個集合元素，而字段的值則所有設置爲null。

    

    

4. 對象轉換 。intset轉hashtable條件：元素中不全是整數或者元素數量超過512.

 

七、有序集合對象

1. 有序集合的編碼能夠是ziplist 或者skiplist

2. ziplist編碼的壓縮列表對象使用壓縮列表做爲底層實現，每一個集合元素使用兩個挨在一塊兒的壓縮列表節點來保存，第一個節點保存元素的成員（member）第二個元素則保存元素的分值（score）。

3. skiplist編碼的有序集合對象使用zset結構做爲底層實現，一個zset結構同時包含一個字典和一個跳躍表。

4. typedef struct zset{
       zskiplist *zsl;
       dict *dict;//保存從成員到分值的映射，鍵保存元素成員 值保存了分數。
   }

    

5. 解釋下爲何同時使用字典與跳躍表來實現有序集合：雖然用兩種結構的任意一種都能實現有序集合，可是當咱們只是用字典來實現有序集合時，因爲字典是一個無序的保存元素，當咱們實行範圍操做時，須要先對全部的元素進行排序，這裏所使用的時間複雜度至少爲O(NlogN)，而且有額外的內存消費；另外若是隻使用跳躍表來實現有序集合時，雖然範圍操做的優點被保留，可是沒有了字典根據成員查找分值時這一操做的複雜度將從O(1)提高到O(logN)。

6. 編碼轉換，當元素的數量小於128，且每一個元素的長度都小於64字節時，使用ziplist。

八、內存回收

1. 每一個對象的引用技術信息由redisObject結構的refcount屬性記錄。

2. 建立對象時，計數值會被默認初始化爲1，被程序使用時，計數器加一，再也不被使用時，計數器減一，當計數器爲0時，對象佔用的內存會被釋放。

 

九、對象空轉時長

1. 對象空轉時長使用redisObjet結構中的lru屬性記錄，該屬性記錄對象最後一次被訪問的時間。

 

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天天學一點，總會有收穫。

 

說明：尊重做者知識產權，文中內容參考《Redis設計與實現》，僅在此作學習與你們分享。