Redis學習筆記（六） 對象

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

但是Redis並沒有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創建了一個對象系統，這個系統包括字元串對象、列表對象、哈希對象、集合對象、有序集合對象，除此之外，redis的對象系統還實現了基於計數技術的記憶體回收機制，另外redis還通過引用計數技術實現了對象共用機制（適當條件下，多個資料庫鍵共用同一個對象來節約記憶體）。

最後，redis的對象帶有訪問時間記錄信息，該信息可以用於計算資料庫鍵的空轉時長，在伺服器啟用了maxmemory功能的情況下，空轉時長較大的鍵會優先被伺服器刪除。

1、Redis中的每個結構都是由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。

2、當我們創建一個鍵值對時，我們至少會創建兩個對象：鍵對象（字元串對象），值對象（物種類型）。

3、字元串對象的編碼可以是整數、raw或者enbstr、sds

1. enbstr（短字元串長度小於32）調用一次分配記憶體函數，分配一個連續的記憶體包含redisObject結構與sdshdr結構，不包含修改命令，執行任何修改命令會轉為raw對象。

2. sds（字元串長度超過32）。

3. raw 會調用兩次記憶體分配分別創建redisObject結構與sdshdr結構。

4、列表對象，列表對象的編碼可以是ziplist或者linkedlist

1. ziplist使用壓縮列表作為底層實現。列表對象保存的所有字元串元素長度都小於64位元組，元素數量小於512個時使用壓縮列表做為底層實現。

2. linkedlist編碼列表對象使用雙向鏈表作為底層實現，每個雙向鏈表節點都保存一個字元串對象。

5、哈希對象

1. 哈希對象的編碼可以是ziplist或者hashtable

2. ziplist編碼的哈希對象使用壓縮表作為底層實現，當由新的鍵值對加入到hash對象時，程式會先將保存了鍵的壓縮列表節點推入到壓縮列表的表尾，然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作為編碼的哈希對象使用字典作為底層實現，鍵使用字元串對象，值使用字元串對象。

6、集合對象

1. 集合對象的編碼可以是 intset或者是hashtable

2. intset編碼的集合對象使用整數集合作為底層實現。

3. hashtable編碼的集合對象使用字典作為底層實現，字典的每個鍵都是一個字元串對象，每個字元串對象包含一個集合元素，而欄位的值則全部設置為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.

7、有序集合對象

1. 有序集合的編碼可以是ziplist 或者skiplist

2. ziplist編碼的壓縮列表對象使用壓縮列表作為底層實現，每個集合元素使用兩個挨在一起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結構作為底層實現，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. 解釋下為什麼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，但是當我們只是用字典來實現有序集合時，由於字典是一個無序的保存元素，當我們實行範圍操作時，需要先對所有的元素進行排序，這裡所使用的時間複雜度至少為O(NlogN)，並且有額外的記憶體消費；另外如果只使用跳躍表來實現有序集合時，雖然範圍操作的優勢被保留，但是沒有了字典根據成員查找分值時這一操作的複雜度將從O(1)提升到O(logN)。

6. 編碼轉換，當元素的數量小於128，且每個元素的長度都小於64位元組時，使用ziplist。

8、記憶體回收

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

2. 創建對象時，計數值會被預設初始化為1，被程式使用時，計數器加一，不再被使用時，計數器減一，當計數器為0時，對象占用的記憶體會被釋放。

9、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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每天學一點，總會有收穫。

說明：尊重作者知識產權，文中內容參考《Redis設計與實現》，僅在此做學習與大家分享。