Redis数据结构 对象

目录

简介

对象的类型与编码

类型

编码和底层实现

字符串对象

字符串编码的转换

字符串命令的实现

列表对象

列表编码转换

列表命令的实现

哈希对象

哈希编码转换

哈希命令的实现

集合对象

集合编码的转换

集合命令的实现

有序集合对象

有序集合编码的转换

有序集合命令的实现

类型检查与命令多态

类型检查的实现

多态命令的实现

内存回收

对象共享

对象的空转时长

重点回顾

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简介

我们陆续介绍了Redis用到的所有主要数据结构，比如简单动态 字符串(SDS)、双端链表、字典、压缩列表、整数集合等等。

Redis并没有直接使用这些数据结构来实现键值对数据库，而是基于这些数据结构创建 了一个对象系统，这个系统包含字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象和有序集合对 象这五种类型的对象，每种对象都用到了至少一种我们前面所介绍的数据结构。

通过这五种不同类型的对象，Redis可以在执行命令之前，根据对象的类型来判断一个 对象是否可以执行给定的命令。使用对象的另一个好处是，我们可以针对不同的使用场景， 为对象设置多种不同的数据结构实现，从而优化对象在不同场景下的使用效率。

除此之外，Redis的对象系统还实现了基于引用计数技术的内存回收机制，当程序不再 使用某个对象的时候，这个对象所占用的内存就会被自动释放；另外，Redis还通过引用计 数技术实现了对象共享机制，这一机制可以在适当的条件下，通过让多个数据库键共享同一 个对象来节约内存。

最后，Redis的对象带有访问时间记录信息，该信息可以用于计算数据库键的空转时 长，在服务器启用了maxmemory功能的情况下，空转时长较大的那些键可能会优先被服 务器删除。

对象的类型与编码

Redis使用对象来表示数据库中的键和值，每次当我们在Redis的数据库中新创建一个 键值对时，我们至少会创建两个对象，一个对象用作键值对的键（键对象），另一个对象用 作键值对的值（值对象）。

举个例子，以下SET命令在数据库中创建了一个新的键值对，其中键值对的键是一个 包含了字符串值"msg"的对象，而键值对的值则是一个包含了字符串值，'hello world" 的对象：

Redis中的每个对象都由一个redisObject结构表示，该结构中和保存数据有关的三 个属性分别是type属性、encoding属性和ptr属性：

类型

对象的type属性记录了对象的类型，这个属性 的值可以是表列出的常量的其中一个。

对于Redis数据库保存的键值对来说，键总是一 个字符串对象，而值则可以是字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象或者有序集合对象的其中一种，因此：

当我们称呼一个数据库键为”字符串键”时，我们指的是这个数据库键所对应的值为字符串对象

当我们称呼一个键为＂列表键”时，我们指的是“这个数据库键所对应的值为列表对象”。

TYPE命令的实现方式也与此类似，当我们对一个数据库键执行TYPE命令时，命令返 回的结果为数据库键对应的值对象的类型，而不是键对象的类型：

表列出了TYPE命令在面对不 同类型的值对象时所产生的输出。

编码和底层实现

对象的ptr指针指向对象的底层实现数据结构，而这些数据结构由对象的encoding 属性决定。

encoding属性记录了对象所使用的编码，也即是说这个对象使用了什么数据结构作为 对象的底层实现，这个属性的值可以是表列出的常量的其中一个。

每种类型的对象都至少使用了两种不同的编码,表列出了每种类型的对象可以使用的编码。

使用OBJECT ENCODING命令可以查看一个数据库键的值对象的编码：

表列出了不同编码的对象所对应的OBJECT ENCODING命令输出。

通过encoding属性来设定对象所使用的编码，而不是为特定类型的对象关联一种固 定的编码，极大地提升了Redis的灵活性和效率，因为Redis可以根据不同的使用场景来为 一个对象设置不同的编码，从而优化对象在某一场景下的效率。

举个例子，在列表对象包含的元素比较少时，Redis使用压缩列表作为列表对象的底层实现：

因为压缩列表比双端链表更节约内存，并且在元素数量较少时，在内存中以连续块 方式保存的压缩列表比起双端链表可以更快被载人到缓存中；

随着列表对象包含的元素越来越多，使用压缩列表来保存元素的优势逐渐消失时，对 象就会将底层实现从压缩列表转向功能更强、也更适合保存大量元素的双端链表上面； 其他类型的对象也会通过使用多种不同的编码来进行类似的优化。

在接下来的内容中，我们将分别介绍Redis中的五种不同类型的对象，说明这些对象底 层所使用的编码方式，列出对象从一种编码转换成另一种编码所需的条件，以及同一个命令 在多种不同编码上的实现方法。

字符串对象

字符串对象的编码可以是int、raw或者embstr。

如果一个字符串对象保存的是整数值，并且这个整数值可以用long类型来表示，那么 字符串对象会将整数值保存在字符串对象结构的ptr属性里面（将void• 转换成long),并将字符串对象的编码设置为int。

举个例子，如果我们执行以下SET命令，那么服务 器将创建一个如图所示的int编码的字符串对象作为 number键的值：

如果字符串对象保存的是一个字符串值，并且这个字符串值的长度大于32字节，那么 字符串对象将使用一个简单动态字符串(SDS)来保存这个字符串值，并将对象的编码设置为raw。

举个例子，如果我们执行以下命令，那么服务器将创建一个如图所示的raw编码的字符串对象作为story键的值：

如果字符串对象保存的是一个字符串值，并且这个字符串值的长度小于等于32字节， 那么字符串对象将使用embstr编码的方式来保存这个字符串值。

embstr编码是专门用于保存短字符串的一种优化编码方式，这种编码和raw编码一 样，都使用redisObject结构和sdshdr结构来表示字符串对象，但raw编码会调用两 次内存分配函数来分别创建redisObject结构和sdshdr结构，而embstr编码则通过 调用一次内存分配函数来分配一块连续的空间，空间中依次包含redisObject和sdshdr 两个结构，如图

embstr编码的字符串 对象在执行命令时，产生的 效果和raw编码的字符串对 象执行命令时产生的效果是相同的，但使用embstr编码的字符串对象来保存短字符串值有以下好处：

embstr编码将创建字符串对象所需的内存分配次数从raw编码的两次降低为一次。

释放embstr编码的字符串对象只需要调用一次内存释放函数，而释放raw编码的 字符串对象需要调用两次内存释放函数。

因为embstr编码的字符串对象的所有数据都保存在一块连续的内存里面，所以这 种编码的字符串对象比起raw编码的字符串对象能够更好地利用缓存带来的优势。

作为例子，以下命令创建了一个embstr编码的字符串对象作为msg键的值，值对象 的样子如图所示：

最后要说的是，可以用long double类型表示的浮点数在Redis中也是作为字符串 值来保存的。如果我们要保存一个浮点数到字符串对象里面，那么程序会先将这个浮点数转 换成字符串值，然后再保存转换所得的字符串值。

举个例子，执行以下代码将创建一个包含3.14的字符串表示，'3 .14"的字符串对象：

在有需要的时候，程序会将保存在字符串对象里面的字符串值转换回浮点数值，执行 某些操作，然后再将执行操作所得的浮点数值转换回字符串值，并继续保存在字符串对象 里面。

举个例子，如果我们执行以下代码：

那么程序首先会取出字符串对象里面保存的字符串值"3 .14", 将它转换回浮点数 值3.14, 然后把3.14和2.0相加得出的值5.14转换成字符串"5.14", 并将这个 "5.14"保存到字符串对象里面。表总结并列出了字符串对象保存各种不同类型的值所 使用的编码方式。

字符串编码的转换

int编码的字符串对象和embstr编码的字符串对象在条件满足的情况下，会被转换 为raw编码的字符串对象。

对于int编码的字符串对象来说，如果我们向对象执行了一些命令，使得这个对象保存的不再是整数值，而是一个字符串值，那么字符串对象的编码将从int变为raw。

在下面的示例中，我们通过APPEND命令，向一个保存整数值的字符串对象追加了 一个字符串值，因为追加操作只能对字符串值执行，所以程序会先将之前保存的整数值 10086转换为字符串值"10086", 然后再执行追加操作，操作的执行结果就是一个raw 编码的、保存了字符串值的字符串对象：

另外，因为Redis没有为embstr编码的字符串对象编写任何相应的修改程序（只有 int编码的字符串对象和raw编码的字符串对象有这些程序），所以embstr编码的字符 串对象实际上是只读的。当我们对embstr编码的字符串对象执行任何修改命令时，程序 会先将对象的编码从embstr转换成raw, 然后再执行修改命令。因为这个原因，embstr 编码的字符串对象在执行修改命令之后，总会变成一个raw编码的字符串对象。

以下代码展示了一个embstr编码的字符串对象在执行APPEND命令之后，对象的编 码从embstr变为raw的例子：

字符串命令的实现

因为字符串键的值为字符串对象，所以用于字符串键的所有命令都是针对字符串对象来 构建的，表列举了其中一部分字符串命令，以及这些命令在不同编码的字符串对象下的 实现方法。

列表对象

列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist。

ziplist编码的列表对象使用压缩列表作为底层实现，每个压缩列表节点(entry)保 存了一个列表元素。举个例子，如果我们执行以下RPUSH命令，那么服务器将创建一个列 表对象作为numbers键的值：

如果numbers键的值对象使用的是ziplist编码，这个这个值对象将会是图所 展示的样子。

另一方面，linkedlist编码的列表对象使用双端链表作为底层实现，每个双端链表节 点(node)都保存了一个字符串对象，而每个字符串对象都保存了一个列表元素。

举个例子，如果前面所说的numbers键创建的列表对象使用的不是ziplist编码， 而是linkedlist编码，那么numbers键的值对象将是图所示的样子。

注意，linkedlist编码的列表对象在底层的双端链表结构中包含了多个字符串对象． 这种嵌套字符串对象的行为在稍后介绍的哈希对象、集合对象和有序集合对象中都会出现， 字符串对象是Redis五种类型的对象中唯一一种会被其他四种类型对象嵌套的对象。

注意 ,为了简化字符串对象的表示，我们在图使用了一 个带有StringObject宇样的格子来表示一个字符串对 象，而StringObject字样下面的是字符串对象所保存 的值。比如说，图代表的就是一个包含了字符串值 "three"的字符串对象，它是图的简化表示。

列表编码转换

当列表对象可以同时满足以下两个条件时，列表对象使用ziplist编码：

列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节；

列表对象保存的元素数量小于512个；不能满足这两个条件的列表对象需要使用 linkedlist编码。

注意 ,以上两个条件的上限值是可以修改的，具体请看配置文件中关于list-max一ziplist- value选项和list-max一ziplist-entries选项的说明。

对于使用ziplist编码的列表对象来说，当使用ziplist编码所需的两个条件的任 意一个不能被满足时，对象的编码转换操作就会被执行，原本保存在压缩列表里的所有列表 元素都会被转移井保存到双端链表里面，对象的编码也会从ziplist变为linkedlist。

以下代码展示了列表对象因为保存了长度太大的元素而进行编码转换的情况

除此之外，以下代码展示了列表对象因为保存的元素数量过多而进行编码转换的情况：

列表命令的实现

因为列表键的值为列表对象，所以用于列表键的所有命令都是针对列表对象来构建的， 表列出了其中一部分列表键命令，以及这些命令在不同编码的列表对象下的实现方法。

哈希对象

哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable。

ziplist编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现，每当有新的键值对要加人到哈 希对象时，程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾，然后再将保存了值的 压缩列表节点推人到压缩列表表尾，因此：

保存了同一键值对的两个节点总是紧挨在一起，保存键的节点在前，保存值的节点 在后；

先添加到哈希对象中的键值对会被放在压缩列表的表头方向，而后来添加到哈希对 象中的键值对会被放在压缩列表的表尾方向。

举个例子，如果我们执行以下HSET命令，那么服务器将创建一个列表对象作为profile 键的值：

如果profile键的值对象使用的是ziplist 编码，那么这个值对象将会是图所示的样 子，其中对象所使用的压缩列表如图所示。

另一方面，hash table编码的哈希对象使用字典作为底层实现，哈希对象中的每个键值对都使用一个字典键值对来保存：

字典的每个键都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的键；

字典的每个值都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的值。

举个例子，如果前面profile键创建的不是ziplist编码的哈希对象，而是hashtable 编码的哈希对象，那么这个哈希对象应该会是图所示的样子。

哈希编码转换

当哈希对象可以同时满足以下两个条件时，哈希对象使用ziplist编码：

哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节；

哈希对象保存的键值对数量小于.512个；

不能满足这两个条件的哈希对象需要使用 hashtable编码。

注意 ,这两个条件的上限值是可以修改的，具体请看配置文件中关于hash-max-ziplist-value选项和hash-max-ziplist-entries选项的说明。

对于使用ziplist编码的列表对象来说，当使用ziplist编码所需的两个条件的任 意一个不能被满足时，对象的编码转换操作就会被执行，原本保存在压缩列表里的所有键值 对都会被转移并保存到字典里面，对象的编码也会从ziplist变为hash table。

哈希命令的实现

因为哈希键的值为哈希对象，所以用于哈希键的所有命令都是针对哈希对象来构建的， 表列出了其中一部分哈希键命令，以及这些命令在不同编码的哈希对象下的实现方法。

集合对象

集合对象的编码可以是intset或者hash table。

intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现，集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合里面。

举个例子，以下代码将创建一个如图所示的intset编码集合对象：

另一方面，hash table编码的集合对象使用字典作为底层实现，字典的每个键都是一 个字符串对象，每个字符串对象包含了一个集合元素，而字典的值则全部被设置为NULL。

举个例子，以下代码将创建一个如图所示的hash table编码集合对象：

集合编码的转换

当集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用intset编码：

集合对象保存的所有元素都是整数值；

集合对象保存的元素数量不超过512个。

不能满足这两个条件的集合对象需要使用hash table编码。

第二个条件的上限值是可以修改的，具体请看配置文件中关于set-max-intset-entries选项的说明。

对于使用intset编码的集合对象来说，当使用intset编码所需的两个条件的任意 一个不能被满足时，就会执行对象的编码转换操作，原本保存在整数集合中的所有元素都会 被转移并保存到字典里面，并且对象的编码也会从intset变为hash table。

集合命令的实现

因为集合键的值为集合对象，所以用于集合键的所有命令都是针对集合对象来构建的， 表列出了其中一部分集合键命令，以及这些命令在不同编码的集合对象下的实现方法。

有序集合对象

有序集合的编码可以是ziplist或者skiplist。

ziplist编码的压缩列表对象使用压缩列表作为底层实现，每个集合元素使用两个紧 挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员(member), 而第二个元素 则保存元素的分值(score)。

压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序，分值较小的元素被放置在靠近表头的 方向，而分值较大的元素则被放置在靠近表尾的方向。

举个例子，如果我们执行以下ZADD命令，那么服务器将创建一个有序集合对象作为 price键的值：

如果price键的值对象使用的是ziplist 编码，那么这个值对象将会是图所示的样子， 而对象所使用的压缩列表则会是所示的样子。

skiplist编码的有序集合对象使用ZSET结 构作为底层实现，一个zset结构同时包含一个字 典和一个跳跃表：

zset结构中的zsl跳跃表按分值从小到大保存了所有集合元素，每个跳跃表节点都 保存了一个集合元素：跳跃表节点的object属性保存了元素的成员，而跳跃表节点的 score属性则保存了元素的分值。通过这个跳跃表，程序可以对有序集合进行范围型操作， 比如ZRANK、ZRANGE等命令就是基于跳跃表API来实现的。

除此之外，ZSET结构中的dict字典为有序集合创建了一个从成员到分值的映射，字 典中的每个键值对都保存了一个集合元素：字典的键保存了元素的成员，而字典的值则保存 了元素的分值。通过这个字典，程序可以用O(1)复杂度查找给定成员的分值，ZSCORE命 令就是根据这一特性实现的，而很多其他有序集合命令都在实现的内部用到了这一特性。

有序集合每个元素的成员都是一个字符串对象，而每个元素的分值都是一个double类 型的浮点数。值得一提的是，虽然zset结构同时使用跳跃表和字典来保存有序集合元素， 但这两种数据结构都会通过指针来共享相同元素的成员和分值，所以同时使用跳跃表和字典 来保存集合元素不会产生任何重复成员或者分值，也不会因此而浪费额外的内存。

为什么有序集合需要同时使用跳跃表和字典来实现？

在理论上，有序集合可以单独使用字典或者跳跃表的其中一种数据结构来实现，但 无论单独使用字典还是跳跃表，在性能上对比起同时使用字典和跳跃表都会有所降低。 举个例子，如果我们只使用字典来实现有序集合，那么虽然以O(1)复杂度查找成员的分 值这一特性会被保留，但是，因为字典以无序的方式来保存集合元素，所以每次在执行 范围型操作一—比如ZRANK、ZRANGE等命令时，程序都需要对字典保存的所有元素 进行排序，完成这种排序需要至少O(NlogN)时间复杂度，以及额外的O(N)内存空间（因 为要创建一个数组来保存排序后的元素）。

另一方面，如果我们只使用跳跃表来实现有序集合，那么跳跃表执行范围型操作的 所有优点都会被保留，但因为没有了字典，所以根据成员查找分值这一操作的复杂度将 从O(1)上升为O(logN)。

因为以上原因，为了让有序集合的查找和范围型操作都尽可能 快地执行，Redis选择了同时使用字典和跳跃表两种数据结构来实现有序集合。

举个例子，如果前面price键创建的不是ziplist编码的有序集合对象，而是 skiplist编码的有序集合对象，那么这个有序集合对象将会是图所示的样子，而对 象所使用的zset结构将会是图所示的样子。

为了展示方便，图在字典和跳跃表中重复展示了各个元素的成员和分值，但在实际中，字典和跳跃表会共享元素的成员和分值，所以并不会造成任何数据重复，也不会因此 而浪费任何内存。

有序集合编码的转换

当有序集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用ziplist编码：

有序集合保存的元素数量小于128个；

有序集合保存的所有元素成员的长度都小于64字节；

不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码。

以上两个条件的上限值是可以修改的，具体请看配置文件中关于zset-max-ziplist-entries选项和zset-max-ziplist-value选项的说明。

有序集合命令的实现

因为有序集合键的值为哈希对象，所以用于有序集合键的所有命令都是针对哈希对象来 构建的，表列出了其中一部分有序集合键命令，以及这些命令在不同编码的哈希对象

类型检查与命令多态

Redis中用于操作键的命令基本上可以分为两种类型。

其中一种命令可以对任何类型的键执行，比如说DEL命令、EXPIRE命令、RENAME命令、TYPE命令、OBJECT命令等。

而另一种命令只能对特定类型的键执行，比如说：

SET、GET、APPEND、STRLEN等命令只能对字符串键执行；

HDEL、HSET、HGET、HLEN等命令只能对哈希键执行；

RPUSH、LPOP、LINSERT、LLEN等命令只能对列表键执行；

SADD、SPOP、SINTER、SCARD等命令只能对集合键执行；

ZADD、ZCARD、ZRANK、ZSCORE等命令只能对有序集合键执行；

举个例子，我们可以用SET命令创建一个字符串键，然后用GET命令和APPEND命令 操作这个键，但如果我们试图对这个字符串键执行只有列表键才能执行的LLEN命令，那么 Redis将向我们返回一个类型错误：

类型检查的实现

从上面发生类型错误的代码示例可以看出，为了确保只有指定类型的键可以执行某些特 定的命令，在执行一个类型特定的命令之前，Redis会先检查输入键的类型是否正确，然后 再决定是否执行给定的命令。

类型特定命令所进行的类型检查是通过RedisObject结构的type属性来实现的：

在执行一个类型特定命令之前，服务器会先检查输人数据库键的值对象是否为执行命令所需的类型，如果是的话，服务器就对键执行指定的命令；

否则，服务器将拒绝执行命令，并向客户端返回一个类型错误。

举个例子，对于LLEN命令来说：

在执行LLEN命令之前，服务器会先检查 输人数据库键的值对象是否为列表类型， 也即是，检查值对象redisObject结构 type属性的值是否为REDIS_LIST, 如 果是的话，服务器就对键执行LLEN命令；

否则的话，服务器就拒绝执行命令并向客户端返回一个类型错误；

图展示了这 一类型检查过程。

其他类型特定命令的类型检查过程也和这里展示的LLEN命令的类型检查过程类似。

多态命令的实现

Redis除了会根据值对象的类型来判断键是否能够执行指定命令之外，还会根据值对象 的编码方式，选择正确的命令实现代码来执行命令。

举个例子，在前面介绍列表对象的编码时我们说过，列表对象有ziplist和linkedlist 两种编码可用，其中前者使用压缩列表API来实现列表命令，而后者则使用双端链表API 来实现列表命令。

现在，考虑这样一个情况，如果我们对一个键执行LLEN命令，那么服务器除了要确保 执行命令的是列表键之外，还需要根据键的值对象所使用的编码来选择正确的LLEN命令 实现：

如果列表对象的编码为ziplist, 那么说明列表对象的实现为压缩列表，程序将使 用ziplistLen函数来返回列表的长度；

如果列表对象的编码为linkedlist, 那么说明列表对象的实现为双端链表，程序 将使用listLength函数来返回双端链表的长度；

借用面向对象方面的术语来说，我们可以认为LLEN命令是多态(polymorphism) 的，只要执行LLEN命令的是列表键，那么无论值对象使用的是ziplist编码还是 linkedlist编码，命令都可以正常执行。

图展示了LLEN命令从类型检查到根据编码选择实现函数的整个执行过程，其他 类型特定命令的执行过程也是类似的。

实际上，我们可以将DEL、EXPIRE、TYPE等命令也称为多态命令，因为无论输人的 键是什么类型，这些命令都可以正确地执行。

DEL、EXPIRE等命令和LLEN等命令的区别在于，前者是基于类型的多态，一个命令可以同时用于处理多种不同类型的键，

而后者是基于编码的多态命令，可以同时用 于处理多种不同编码。

内存回收

因为C语言并不具备自动内存回收功能，所以Redis在自己的对象系统中构建了一个引 用计数(reference counting)技术实现的内存回收机制，通过这一机制，程序可以通过跟踪 对象的引用计数信息，在适当的时候自动释放对象并进行内存回收。

每个对象的引用计数信息由redisObject结构的refcount属性记录：

对象的引用计数信息会随着对象的使用状态而不断变化：

在创建一个新对象时，引用计数的值会被初始化为1;

当对象被一个新程序使用时，它的引用计数值会被增一；

当对象不再被一个程序使用时，它的引用计数值会被减一；

当对象的引用计数值变为0时，对象所占用的内存会被释放。

表列出了修改对象引用计数的API, 这些API分别用于增加、减少、重置对象的 引用计数。

对象的整个生命周期可以划分为创建对象、操作对象、释放对象三个阶段。作为例子， 以下代码展示了一个字符串对象从创建到释放的整个过程：

其他不同类型的对象也会经历类似的过程。

对象共享

除了用于实现引用计数内存回收机制之外，对象的引用计数属性还带有对象共享的作用。

举个例子，假设键A创建了一个包含整数值100的字符串对象作为值对象，如图所示。

如果这时键B也要创建一个同样保存了整数值100的字符串对象作为值对象，那么服务器有以下两种做法：

1)为键B新创建一个包含整数值100的字符串对象；

2)让键A和键B共享同一个字符串对象；

以上两种方法很明显是第二种方法更节约内存。

在Redis中，让多个键共享同一个值对象需要执行以下两个步骤：

1)将数据库键的值指针指向一个现有的值对象；

2)将被共享的值对象的引用计数增一。

举个例子，图就展示了包含整数值100的字符串对象同时被键A和键B共享之后 的样子，可以看到，除了对象的引用计数从之前的1变成了2之外，其他属性都没有变化。 共享对象机制对于节约内存非常有帮助，数据库中保存的相同值对象越多，对象共享机制就 能节约越多的内存。

例如，假设数据库中保存了整数值100的键不只有键A和键B两个，而是有一百个， 那么服务器只需要用一个字符串对象的内存就可以保存原本需要使用一百个字符串对象的内 存才能保存的数据。

目前来说，Redis会在初始化服务器时，创建一万个字符串对象，这些对象包含了从0 到9999的所有整数值，当服务器需要用到值为0到9999的字符串对象时，服务器就会使 用这些共享对象，而不是新创建对象。

注意 ，创建共享字符串对象的数量可以通过修改redis.h/REDIS_SHARED_INTEGERS常量 来修改。

举个例子，如果我们创建一个值为100的键A, 并使用OBJECT REFCOUNT命令查看 键A的值对象的引用计数，我们会发现值对象的引用计数为2:

引用这个值对象的两个程序分别是持有这个值对象的服务器程序，以及共享这个值对象 的键A, 如图所示。

如果这时我们再创建一个值为100的键B, 那么键B也会指向包含整数值100的共享 对象，使得共享对象的引用计数值变为3:

另外，这些共享对象不单单只有字符串键可以使用，那些在数据结构中嵌套了字符串对 象的对象(linkedlist编码的列表对象、hash table编码的哈希对象、hash table编 码的集合对象，以及zset编码的有序集合对象）都可以使用这些共享对象。

为什么Redis不共享包含字符串的对象？

当服务器考虑将一个共享对象设置为键的值对象时，程序需要先检查给定的共享 对象和键想创建的目标对象是否完全相同，只有在共享对象和目标对象完全相同的情况 下，程序才会将共享对象用作键的值对象，而一个共享对象保存的值越复杂，验证共享 对象和目标对象是否相同所需的复杂度就会越高，消耗的CPU时间也会越多：

如果共享对象是保存整数值的字符串对象，那么验证操作的复杂度为O(1);

如果共享对象是保存字符串值的字符串对象，那么验证操作的复杂度为O(N);

如果共享对象是包含了多个值（或者对象的）对象，比如列表对象或者哈希对 象，那么验证操作的复杂度将会是O(N^2)。

因此，尽管共享更复杂的对象可以节约更多的内存，但受到CPU时间的限制， Redis只对包含整数值的字符串对象进行共享。

对象的空转时长

除了前面介绍过的type、encoding、ptr和refcount四个属性之外，redisObject 结构包含的最后一个属性为lru属性，该属性记录了对象最后一次被命令程序访问的时间：

OBJECT IDLETIME命令可以打印出给定键的空转时长，这一空转时长就是通过将当前 时间减去键的值对象的lru时间计算得出的：

注意,OBJECT IDLETIME命令的实现是特殊的，这个命令在访问键的值对象时，不会修改值 对象的lru属性。

除了可以被OBJECT IDLETIME命令打印出来之外，键的空转时长还有另外一项作用： 如果服务器打开了maxmemory选项，并且服务器用于回收内存的算法为volatile-lru 或者allkeys-lru, 那么当服务器占用的内存数超过了maxmemory选项所设置的上限值 时，空转时长较高的那部分键会优先被服务器释放，从而回收内存。

配置文件的maxmemory选项和maxmemory-policy选项的说明介绍了关于这方面 的更多信息。

重点回顾

Redis数据库中的每个键值对的键和值都是一个对象。

Redis共有字符串、列表、哈希、集合、有序集合五种类型的对象，每种类型的对象 至少都有两种或以上的编码方式，不同的编码可以在不同的使用场景上优化对象的 使用效率。

服务器在执行某些命令之前，会先检查给定键的类型能否执行指定的命令，而检查 一个键的类型就是检查键的值对象的类型。

Redis的对象系统带有引用计数实现的内存回收机制，当一个对象不再被使用时，该 对象所占用的内存就会被自动释放。

Redis会共享值为0到9999的字符串对象。

对象会记录自己的最后一次被访问的时间，这个时间可以用于计算对象的空转时间。