Redis資料結構原理是什麼

RedisDb

Redis伺服器預設有16個資料庫，一個資料庫對應一個RedisDB資料結構。

typedef struct redisDb {
    dict *dict;
    dict *expires;
    dict * blocking_keys;
    dict * ready_keys;
    dict * watched_keys;
    ......
}

• dict:鍵空間散列表，用於存放所有鍵值對

• expires:過期時間散列表，存放鍵的過期時間

• blocking_keys:處於阻塞狀態的鍵與對應的client

• ready_keys:解除阻塞狀態的鍵與對應的client，與blocking_keys屬性相對

• watched_keys:watch的鍵和對應的client，主要用於事務

RedisObject

Redis的鍵值都是redisObject對象，每次當我們在Redis的資料庫中新建立一個鍵值對時，都會產生一個用於鍵名的redisObject對象和一個用於鍵值的redisObject對象

trpedef struct RedisObject {
    int4 type;
    int4 encoding;
    void *ptr;
    int24 lru;
    int32 refcount;
}

欄位	描述	說明
#type	用於表示Redis對應的類型	string、list、hash、set、zset、stream等，用枚舉表示
#encoding	內部編碼	int ，embstr，raw，hashtable，quicklist， ziplist，intset，skiplist等，用枚舉表示
lru	24位，可選LFU或LRU	當為LRU時，表示最後一次訪問時間；當為LFU時，高16位元用來表示分鐘級別的訪問時間，低8位用來表示訪問頻次，頻次的增加使用的是機率演算法，基數越大越難增加；訪問時間更新時，存在一定機率將訪問頻次衰減。 （兩者共有）訪問時間是對一個數取模，當前時間也取模， 當前時間大於訪問時間，則為兩數之差；當前時間小於訪問時間，則為當前時間加上模數與訪問時間之差
refcount	引用計數	初始值為1，實際應用中參考意義不大
#ptr	指針，佔8個字節，指向資料的位址	dict、expires等，指標指向同一個位址

object指令，就是RedisObject的相關操作。

修改記憶體淘汰策略

object idletime key # 返回key的空閒時間，即上次讀寫鍵以來經過的近似描述，在lfu模式下不可用

config set maxmemory-policy volatile-lfu # 修改内存淘汰策略
set name zhangsan
object freq name # 获取计数值，仅lfu模式下可用，初始化为5

get name

object freq name # 再次访问，返回为6

int

當string值為整數且小於等於long的最大值時，encoding為int型，ptr直接指向該int型位址

embstr與raw

Redis的字串叫SDS（Simple Dynamic String，簡單字串），對應key，非整數型的String值

trpedef struct SDS {
    int8 capacity; // 数组容量
    int8 len; // 实际长度
    int8 flags;
    byte[] content; // 数组内容
}

可以看出，SDS與Java的ArrayList結構類似，也是分配初始長度，長度超出時擴容。 Redis規定字串的長度不能超過512M。

當長度特別短時，使用embstr形式儲存；當長度超出44位元組時，使用raw形式儲存。

已知記憶體分配器最大分配單位是64字節，RedisObject佔16個字節，SDS標識佔3個字節，字串以NULL結尾需要佔用一個字節，因此當字串長度小於等於44時，只需要分配一次記憶體。 RedisObject與SDS在同一記憶體單位，我們將這個資料結構稱為embstr，而不是在同一記憶體單位的，稱為raw。

dict

dict（encoding編碼為hashtable類型，字典）對應hash、set、zset（用於儲存value與score的映射）集合。

dict與Java的HashMap結構類似，不同的是HashMap擴容是申請數組，然後遍歷，將舊資料重新hash後掛到數組下面，作為單線程的Redis很難承受這樣耗時的過程，所以它使用了兩個數組，先返回，然後空閒的時候一點一點搬數據，搬完之後再將舊數據清空，我們將這樣的過程成為漸進式rehash 。

typedef struct dict {
    dictht ht[2];
}

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