redis和mysql实现原理_Redis数据库底层实现原理

(一)基本数据结构

1)redisServer

Redis服务器使用redisServer结构保存服务器的状态，其中，dbnum表示服务器的数据库数量，一个redisDb类型的数组保存所有的数据库。

struct redisServer {

//服务器的数据库数量

int dbnum;

//一个数组，保存服务器中的所有数据库

redisDb *db;

}

2)redisClient

Redis客户端使用redisClient结构来记录客户端当前的状态，其中，一个redisDb类型的指针指向了客户端当前使用的数据库。

struct redisClient {

//记录客户端当前正在使用的数据库

redisDb *db;

}

redisClient.db指针指向redisServer.db数组中的一个元素，被指向的元素就是客户端的目标数据库。通过修改redisClient.db指针，让它指向服务器中的不同数据库，从而实现切换目标数据库的功能。

3)redisDb

Redis是一个键值对(key-value pair)数据库服务器，服务器中的每个数据库都由一个redisDb结构表示，其中，redisDb结构的dict字典保存了数据库中的所有键值对，即键空间。

struct redisDb {

//数据库键空间，保存这数据库中所有的键值对

dict *dict

}

键空间的键也就是数据库的键，每个键都是一个字符串对象。键空间的值也就是数据库的值，每个值可以是字符串对象、列表对象、哈希表对象、集合对象或有序集合对象中的任意一种。如下图所示，alphabet是一个列表键，book是一个哈希表键，message是一个字符串键。所有对数据库的操作，如添加一个键值对到数据库，从数据库删除一个键值对，更新某个键值对，或者获取某个键值对，都是通过对键空间字典进行操作来实现的。

(二)读写键空间的维护操作

当使用Redis命令对数据库进行读写时，服务器不仅会对键空间执行指定的读写操作，还会执行一些额外操作：

在读取一个键之后，服务器会根据键是否存在来更新服务器的键空间命中(hit)次数或键空间不命中(miss)次数。

在读取一个键之后，服务器会更新键的LRU时间，该值可以用于计算键的闲置时间。

如果服务器读取一个键时发现该键已经过去，那么会先删除这个过期键，然后才执行其他操作。

服务器每次修改一个键之后，都会对脏(dirty)键计数器的值增1，这个计数器会触发服务器的持久化以及复制操作。

如果有客户端使用WATCH命令监视了某个键，那么服务器在对被监视的键进行修改之后，会将这个键标记为脏(dirty)，从而让事务程序注意到这个键已经被修改过。

如果服务器开启了数据库通知功能，那么在对键进行修改之后，服务器将按配置发送相应的数据库通知。