Redis記憶體模型 2 儲存細節

先看一下執行set hellow world時，所涉及的資料模型：

（1）dictentry：redis是key-value資料庫，因此對每個鍵值對都會有乙個dictentry，裡面儲存了指向key和value的指標；next指向下乙個dictentry，與本key-value無關。

（2）key：圖中右上角可見，key（」hello」）並不是直接以字串儲存，而是儲存在sds結構中。

（3）val：value(「world」)既不是直接以字串儲存，也不是像key一樣直接儲存在sds中，而是儲存在redisobject中。實際上，不論value是5種型別的哪一種，都是通過redisobject來儲存的；而redisobject中的type欄位指明了value物件的型別，ptr欄位則指向物件所在的位址。不過可以看出，字串物件雖然經過了redisobject的包裝，但仍然需要通過sds儲存。

（4）ptr：ptr指標指向具體的資料，如上圖，ptr指向包含字串world的sds。

（5）jemalloc：無論是dictentry物件，還是redisobject、sds物件，都需要記憶體分配器（如jemalloc）分配記憶體進行儲存。以dictentry物件為例，有3個指標組成，在64位機器下佔24個位元組，jemalloc會為它分配32位元組大小的記憶體單元。

redis在編譯時便會指定記憶體分配器；記憶體分配器可以是 libc 、jemalloc或者tcmalloc，預設是jemalloc。

jemalloc作為redis的預設記憶體分配器，在減小記憶體碎片方面做的相對比較好。jemalloc在64位系統中，將記憶體空間劃分為小、大、巨大三個範圍；每個範圍內又劃分了許多小的記憶體塊單位；當redis儲存資料時，會選擇大小最合適的記憶體塊進行儲存。

redis物件有5種型別；無論是哪種型別，redis都不會直接儲存，而是通過redisobject物件進行儲存。

redisobject物件非常重要，redis物件的型別、內部編碼、記憶體**、共享物件等功能，都需要redisobject支援，下面將通過redisobject的結構來說明它是如何起作用的。

定義如下（不同版本的redis可能稍稍有所不同）：

typedef struct redisobject  robj;

redisobject的每個欄位的含義和作用如下：

type

type欄位表示物件的型別，佔4個位元；目前包括redis_string(字串)、redis_list (列表)、redis_hash(雜湊)、redis_set(集合)、redis_zset(有序集合)。

當我們執行type命令時，便是通過讀取redisobject的type欄位獲得物件的型別：

encoding表示物件的內部編碼，佔4個位元。對於redis支援的每種型別，都有至少兩種內部編碼，例如對於字串，有int、embstr、raw三種編碼。通過encoding屬性，redis可以根據不同的使用場景來為物件設定不同的編碼，大大提高了redis的靈活性和效率。

通過object encoding命令，可以檢視物件採用的編碼方式：

ru記錄的是物件最後一次被命令程式訪問的時間，佔據的位元數不同的版本有所不同（如4.0版本佔24位元，2.6版本佔22位元）。

通過對比lru時間與當前時間，可以計算某個物件的空轉時間；object idletime命令可以顯示該空轉時間（單位是秒）。object idletime命令的乙個特殊之處在於它不會改變物件的lru值。

lru值除了通過object idletime命令列印之外，還與redis的記憶體**有關係：如果redis開啟了maxmemory選項，且記憶體**演算法選擇的是volatile-lru或allkeys—lru，那麼當redis記憶體占用超過maxmemory指定的值時，redis會優先選擇空轉時間最長的物件進行釋放。

refcountrefcount記錄的是該物件被引用的次數，型別為整型。refcount的作用，主要在於物件的引用計數和記憶體**。當建立新物件時，refcount初始化為1；當有新程式使用該物件時，refcount加1；當物件不再被乙個新程式使用時，refcount減1；當refcount變為0時，物件占用的記憶體會被釋放。

共享物件redis中被多次使用的物件(refcount>1)，稱為共享物件。redis為了節省記憶體，當有一些物件重複出現時，新的程式不會建立新的物件，而是仍然使用原來的物件。

目前共享物件僅支援整數值的字串物件。之所以如此，實際上是對記憶體和cpu（時間）的平衡：共享物件雖然會降低記憶體消耗，但是判斷兩個物件是否相等卻需要消耗額外的時間。對於整數值，判斷操作複雜度為o(1)；對於普通字串，判斷複雜度為o(n)；而對於雜湊、列表、集合和有序集合，判斷的複雜度為o(n^2)。雖然共享物件只能是整數值的字串物件，但是5種型別都可能使用共享物件。

redis伺服器在初始化時，會建立10000個字串物件，值分別是09999的整數值；當redis需要使用值為09999的字串物件時，可以直接使用這些共享物件。10000這個數字可以通過調整引數redis_shared_integers（4.0中是obj_shared_integers）的值進行改變。

!(

ptr見上文。

總結

綜上所述，redisobject的結構與物件型別、編碼、記憶體**、共享物件都有關係；乙個redisobject物件的大小為16位元組：

4bit+4bit+24bit+4byte+8byte=16byte。

redis沒有直接使用c字串(即以空字元』\0』結尾的字元陣列)作為預設的字串表示，而是使用了sds。

struct sdshdr ;

其中，，buf表示位元組陣列，用來儲存字串；len表示buf已使用的長度，free表示buf未使用的長度。

通過sds的結構可以看出，buf陣列的長度=free+len+1（其中1表示字串結尾的空字元）；所以，乙個sds結構佔據的空間為：free所佔長度+len所佔長度+ buf陣列的長度=4+4+free+len+1=free+len+9。

free及len所佔長度指的是儲存具體數值所占用的空間，典型的空間換時間，降低了時間複雜度。

Redis記憶體模型 2 儲存細節

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