6 Aug 2021

redis源码解析之redis对象

注意:所有源码分析基于redis3.0

Redis中有基本的数据结构,如sds,双端队列,双端链表,字典,压缩列表,集合等等。

Redis中并没有直接使用这些数据结构来实现键值对数据库,而是基于这些数据结构创建了一个对象系统,这个系统中 包含字符串对象,列表对象,哈希对象,集合对象和有序集合对象。

Redis中每个对象都由一个RedisObject结构表示,该结构中和保存数据有关的三个熟悉为:

typedef struct redisObject {

    // 类型
    unsigned type:4;
    
    // 编码
    unsinged encoding:4;
    
    // 指向底层实现数据结构的指针
    void *ptr;

}
更加详细的类型定义如下
/* Object types */
#define REDIS_STRING 0
#define REDIS_LIST 1
#define REDIS_SET 2
#define REDIS_ZSET 3
#define REDIS_HASH 4
#define REDIS_HASH_ZIPMAP 9
#define REDIS_LIST_ZIPLIST 10
#define REDIS_SET_INTSET 11
#define REDIS_ZSET_ZIPLIST 12
#define REDIS_HASH_ZIPLIST 13

#define REDIS_ENCODING_RAW 0     简单动态字符串
#define REDIS_ENCODING_INT 1     整数
#define REDIS_ENCODING_HT 2      字典
#define REDIS_ENCODING_ZIPMAP 3  /* Encoded as zipmap */
#define REDIS_ENCODING_LINKEDLIST 4 双端链表
#define REDIS_ENCODING_ZIPLIST 5 压缩列表
#define REDIS_ENCODING_INTSET 6  整数集合
#define REDIS_ENCODING_SKIPLIST 7  跳跃表和集合
#define REDIS_ENCODING_EMBSTR 8  embstr编码的简单动态字符串(sds)   

对于字符串对象编码可以是int,raw,embstr
1 如果一个字符串对象保存的是整数值,并且这个整数值可以用long表示,那么字符串对象会将整数值保存在字符串对象 结构中的ptr属性里面(void* 转换为long),并将字符串编码设置为int

假设我们执行 set number 10086
保存结构如下:

-----------redisObject-----------
type   |  encoding  |  ptr | ....
                        |    
                      10086

2 如果字符串对象保存的是一个字符串值,并且这个字符串值长度>32字节,那么字符串对象会使用raw来编码,即sds

假设我们执行 set str "11212121....."
保存结构如下:

-----------redisObject-----------
type   |  encoding  |  ptr | ....
                        |
            ---------sdshdr--------
            free  |  len  |  buf
              |       |       |
              0      37     11212121.....

那么一起看下sds的结构

struct sdshdr {

    // 记录buf数组中的已使用的字节数量
    int len;

    // 记录buf数组中没有使用的字节数量
    int free;

    // 字节数组,用于保存字符串
    char buf[];

}

3 如果字符串对象保存的是一个字符串值,并且这个字符串值长度<=32字节,那么字符串对象会使用embstr来编码
 3.1 embstr编码是专门用于保存短字符串的一种编码优化方式,这种编码与raw编码一样,都是用sds结构来表示字符串 对象,但raw会调用2次内存分配函数来创建RedisObject和sds结构,而embstr是分配一次内存即可

对于其他数据结构涞水类型情况,都是通过ptr指向底层数据结构

其二,介绍一下RedisObject内存回收

typedef struct redisObject {
        
    // 引用计算 
    int refcount;
        
}
 对象的引用计数会随着对象的使用状态发生变化:
 1.1 创建新对象,引用计数为1
 1.2 被其他程序引用+1 (incrRefCount)
 1.3 程序不再使用-1   (decrRefCount)
 1.4 引用计数变为0,对象内存被释放

除了用于实现引用计数之外,对象的引用计数还带有共享对象的作用,当然一般只针对于数字

其三,关于lru属性

typedef struct redisObject {
            
    // 改属性记录了对象最后一次被访问的时间     
    unsigned lru:24
            
}
OBJECT IDLETIME key命令可以打印出key的空转时长,通过当前时间减去lru时间得出的
除了这个作用之外,如果服务器打开了maxmemory选项,并且服务器回收内存算法为volatile-lru或者allkeys-lru,那么空转时间较长的
key会被优先释放。     

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