2. redis中的五種物件型別
2.2 列表物件
2.3 雜湊物件
2.4 集合物件
2.5 有序集合物件
3. 記憶體**機制
4. 物件共享機制
5. 物件的空轉時長
總結參考資料
redis沒有直接使用基礎資料結構來實現資料庫,而是基於這些資料結構建立了乙個物件系統。這個系統包含字串物件、列表物件、雜湊物件、集合物件、有序集合物件。
資料結構
應用場景
簡單動態字串
儲存字串值
鍊錶列表鍵,發布與訂閱,慢查詢,監視器
字典雜湊鍵,資料庫鍵空間
跳躍表有序集合鍵
整數集合
集合鍵壓縮列表
列表鍵、雜湊鍵
redis使用物件表示資料庫中的鍵和值,每次在redis新建乙個鍵值對都會建立兩個物件,鍵物件和值物件。
redis中的每個物件由乙個struct redisobject
結構表示:
// src/redis.h
typedef struct redisobject robj;
其中type屬性表示物件型別, encoding屬性表示物件編碼。以下介紹物件型別和物件編碼的概念。
2.1 物件型別
redis 3.0中,定義如下5種物件型別:
型別常量
物件名稱
type命令的輸出
redis_string
字串「string」
redis_list
列表「list」
redis_set
集合「set」
redis_zset
有序集合
「zset」
redis_hash
雜湊「hash」
注意,對於redis中的任一鍵值對,鍵總是乙個字串物件,而值可以是上面5種物件的任意一種。比如說,列表鍵的意思是指,這個鍵對應的值是列表物件,其他型別物件以此類推。
type
命令用於返回物件型別。
2.2 物件編碼
redisobject中的ptr指標指向物件使用的基礎資料結構,而具體使用何種資料結構是由物件編碼決定的。
encoding屬性用於表示物件編碼,說明這個物件使用的是何種資料結構。redis 3.0中,encoding值可以是如下的任何一種:
encoding
使用的底層資料結構
redis_encoding_raw
sdsredis_encoding_int
long型別數
redis_encoding_ht
字典redis_encoding_linkedlist
雙端鍊錶
redis_encoding_ziplist
壓縮列表
redis_encoding_intset
整數集合
redis_encoding_skiplist
跳表redis_encoding_embstr
embstr編碼的sds
object encoding
命令用於檢視某個資料庫鍵的值物件的編碼。
每種型別的物件都使用了至少兩種不同的編碼,這使得redis可以優化物件在不同場景下的效率和空間占用。
2.3 不同型別和編碼的物件
物件型別
可能的編碼型別
字串long, embstr,raw
列表壓縮列表、雙端鍊錶
雜湊壓縮列表、字典
集合整數集合、字典
有序集合
壓縮列表、跳表
2.1 字串物件
字串物件有三種編碼,可以是int, embstr, raw。使用何種編碼是通過字串物件儲存的值型別和字串長度決定,規則如下:
對應redis原始碼中createstringobject
的實現:
#define redis_encoding_embstr_size_limit 39
robj *createstringobject(char *ptr, size_t len)
2.1.1 為什麼需要embstr編碼?
embstr編碼是專門為儲存短字串的一種優化編碼方式。和raw編碼區別在於,embstr編碼僅呼叫一次記憶體分配函式同時建立redisobject和sdshdr結構,優勢如下:
以下分別給出raw編碼和embstr編碼的字串物件示意圖:
raw編碼字串:
embstr編碼字串:
2.1.2 編碼的轉換
2.2 列表物件
列表物件編碼可以是ziplist或linkedlist,建立列表物件**如下:
robj *createlistobject(void);
robj *createziplistobject(void);
2.2.1 編碼的轉換
當列表物件同時滿足以下兩個條件時,列表物件使用ziplist編碼,否則使用linkedlist編碼
2.3 雜湊物件
雜湊物件編碼可以是ziplist或hashtable,建立物件**如下:
robj *
createhashobject
(void
);
2.3.1 編碼的轉換
當雜湊物件同時滿足以下兩個條件時,雜湊物件使用ziplist編碼,否則使用hashtable編碼
2.4 集合物件
集合物件編碼可以是intset或hashtable
2.4.1 編碼的轉換
當集合物件可以同時滿足以下兩個條件時,物件使用intset編碼,否則使用hashtable編碼
2.5 有序集合物件
有序集合物件編碼可以是ziplist或skiplist
基於skiplist編碼的資料結構如下,可以看到有序集合物件同時使用了跳表和字典資料結構來實現。
typedef struct zset zset;
有序集合元素同時儲存在跳表和字典,示意圖如下:
圖中字典和跳表重複列出了各元素的成員和分數,而原始碼實現中,字典和跳表會共享元素的成員和分數,不會導致記憶體浪費。
2.5.1 為什麼有序集合需要同時使用跳躍表和字典來實現?
2.5.2 編碼的轉換
有序集合物件可以同時滿足以下兩個條件,物件使用ziplist編碼,否則使用skiplist編碼
redis是通過c語言實現的,c語言沒有記憶體自動**機制,因此redis在物件系統中通過引用計數方式實現記憶體**機制。
每個物件的引用計數資訊通過redisobject結構中的refcount屬性表示:
object refcount
命令可以檢視物件的引用計數。
物件的refcount屬性除了用於實現記憶體**機制外,還具有共享記憶體的作用。
比如,redis伺服器啟動時會預先建立0 ~ 9999這1萬個字串物件。當redis需用到0 ~ 9999的字串物件時,直接使用共享物件,不必每次都建立新物件,從而節約記憶體。原始碼參考object.c/createstringobjectfromlonglong
// object.c
robj *createstringobjectfromlonglong(long long value) else
return o;
};
4.1 為什麼redis只共享包含整數的物件?
redisobject
的lru屬性記錄物件最後一次被命令程式訪問的時間,可用於計算某個資料庫鍵的空轉時長。
object ldletime
命令用於獲取物件的空轉時長,空轉時長是通過當前時間減去物件的lru值計算得出。
空轉時長可用於redis伺服器**記憶體演算法,原則是記憶體不足時,空轉時長高的鍵優先被伺服器釋放,**記憶體。
《redis設計與實現》 —— 第8章 物件
Redis學習筆記(六) 物件
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PDF學習六 物件
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