Redis的数据结构

约定不等于承诺〃 2021-11-01 02:32 374阅读 0赞

# 概述 #

Redis作为时下最流行的nosql数据库，是开放打怪必备的中间件神器。本文将为大家介绍在Redis各种数据是如何存储的。  
在Redis中存在各种数据结构，主要的几种结构为Dict、dictht、dictEntry、sds、redisObject。

*  在Cluster模式下，一个Redis实例对应一个RedisDB(db0);
 *  一个RedisDB对应一个Dict;
 *  一个Dict对应2个Dictht，正常情况只用到ht\[0\]；ht\[1\] 在Rehash时使用。
 *  Dictht中主要的存储结点的结构为dictEntry，用于存储数据，dictEntry保存着Redis的key和value
 *  Redis的key对应的数据类型为SDS，Redis的value对应的数据类型为value

# 1. Dict #

在RedisDB中，数据都是在Dict这样的一个结构中进行存储和管理的。

/* 字典结构定义 */
    typedef struct dict { 
        dictType *type;  // 字典类型
        void *privdata;  // 私有数据
        dictht ht[2];    // 哈希表[两个]
        long rehashidx;   // 记录rehash 进度的标志，值为-1表示rehash未进行
        int iterators;   //  当前正在迭代的迭代器数
    } dict;

结构示意图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI0NDkzNjM_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# 2. Redis哈希表 dictht(dict hash table) #

Redis的数据全部存储在dictht中，Redis的Dict中存在两个dictht，一个用来存储数据，一个用来Rehash。

/* hash表结构定义 */
    typedef struct dictht {
        dictEntry **table;   // 哈希表数组
        unsigned long size;  // 哈希表的大小
        unsigned long sizemask; // 哈希表大小掩码
        unsigned long used;  // 哈希表现有节点的数量
    } dictht;

结构示意图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI0NDkzNjM_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 3. Redis哈希桶 dictEntry #

dictEntry在Redis作为一个基本的存储单元，保存着Redis中全部类型的K-V数据。

typedef struct dictEntry {
        void *key;
        void *val;
        struct dictEntry *next;
    } dictEntry;

结构示意图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTI0NDkzNjM_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 3.1 SDS Redis的key ##

/* Redis Key */
    struct sdshdr {
        int len;
        int free;
        char buf[];
    };

## 3.2 redisObject Redis的value ##

Redis的所有的value，不管是哪种类型的数据，都是一个redisObject。

/* Redis Value */
    typedef struct redisObject {
        unsigned type:4;
        unsigned encoding:4;
        unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                                * LFU data (least significant 8 bits frequency
                                * and most significant 16 bits access time). */
        int refcount;
        void *ptr;
    } robj;

以下是对redisObject的各个字段的解释。  
1）type  
type字段表示对象的类型，目前包括以下几种：

/* The actual Redis Object */
    #define OBJ_STRING 0    /* String object. */
    #define OBJ_LIST 1      /* List object. */
    #define OBJ_SET 2       /* Set object. */
    #define OBJ_ZSET 3      /* Sorted set object. */
    #define OBJ_HASH 4      /* Hash object. */

2）encoding  
encoding表示对象的内部编码，占4个比特。  
对于Redis支持的每种类型，都有至少两种内部编码，例如对于字符串，有int、embstr、raw三种编码。通过encoding属性，Redis可以根据不同的使用场景来为对象设置不同的编码，大大提高了Redis的灵活性和效率。  
3）lru  
lru记录的是对象最后一次被命令程序访问的时间。通过对比lru时间与当前时间，可以计算某个对象的空转时间；object idletime命令可以显示该空转时间（单位是秒）。object idletime命令的一个特殊之处在于它不改变对象的lru值。  
4）refcount  
refcount记录的是该对象被引用的次数，类型为整型。refcount的作用，主要在于对象的引用计数和内存回收。当创建新对象时，refcount初始化为1；当有新程序使用该对象时，refcount加1；当对象不再被一个新程序使用时，refcount减1；当refcount变为0时，对象占用的内存会被释放。  
5）ptr  
ptr指针指向具体的数据，例如在执行命令`set hello world`，ptr指向包含字符串world的SDS。

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