Redis数据结构分析

Redis有 内存数据库的赞誉，其支持一下几种数据结构：
1. String
2. Hashes
3. List
4. Set
本文从源代码角度来分析各种数据结构在 Redis 内部是如何存储和读取的。
在介绍各种数据结构之前，首先来介绍下 redisObject 这个 Struct ， String ， Hash ， List 和 Set 在 Redis 内部都是以 redisObject 来存储的

C代码 收藏代码
/* A redis object, that is a type able to hold a string / list / set */
/* The actual Redis Object */

define REDIS_LRU_CLOCK_MAX ((1<<21)-1) /* Max value of obj->lru */

define REDIS_LRU_CLOCK_RESOLUTION 10 /* LRU clock resolution in seconds */

typedef struct redisObject {
unsigned type:4;
unsigned storage:2; /* REDIS_VM_MEMORY or REDIS_VM_SWAPPING */
unsigned encoding:4;
unsigned lru:22; /* lru time (relative to server.lruclock) */
int refcount;
void *ptr;
/* VM fields are only allocated if VM is active, otherwise the
* object allocation function will just allocate
* sizeof(redisObjct) minus sizeof(redisObjectVM), so using
* Redis without VM active will not have any overhead. */
} robj;

type:String, Hash,List,Set,Sorted set;
storage: 这个参数只是在VM 开启后才能用到，当VM 有很大的性能问题，基本不建议开启；
encoding: 编码方式: raw/int/ht/zmap/linkedlist/ziplist/intset ；

lru ：LRU 期限，Redis 默认的LRU 时间是1.5 年，所有基本不需要考虑key 被LRU 掉的问题
refcount: 被引用的次数，因为Redis 有shareObject 的概念，目前只支持共享StringObject 。Redis 的共享对象有两大类比：第一类：Redis server 的各种操作需要经常用到的各类对象，如：Redis Command 的分隔符 “\r\n”, 用于Redis command 的reply 的”+OK\r\n” 或者”-ERR\r\n” 等对象，因为在Redis 的各种操作这类对象要被频繁使用，所以就在启动 Redis 的时候创建好，然后共用这些对象，减少时间成本和空间成本；第二，类的共享对象就是对应于数字的StringObject ，如：Set “olylakers1” 1234; Set “olylakes2” 1234; 在Redis 内部，”olylakers1” 和”olylakers2” 这两个key 都指向由数字1234 转化的StringObject 。这 样在海量数据和特定存储内容下，可以节省大量的内存空间。可用通过REDIS_SHARED_INTEGERS 这个参数来指定Redis 启动的时候创建多 少个第二类共享对象，默认的参数是10000 ，即创建的StrongObject 个取值范围是0-9999 之间。
Ptr ：对象数据；

redisObjects 都是存放在redisDb 里面的，Redis 默认的是创建16 个db ：

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typedef struct redisDb {
dict dict; / The keyspace for this DB */
dict expires; / Timeout of keys with a timeout set */
dict blocking_keys; / Keys with clients waiting for data (BLPOP) */
dict io_keys; / Keys with clients waiting for VM I/O */
dict watched_keys; / WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */
int id;
} redisDb;

    redisDb 维护了各种dict ，所以说redis 内部基本的数据存储结构就是一个dict ，dict 就是一个字典的数据结构，比较特殊的就是每个dict 含有两个table ，即两个dictht ，这是为了实现增量rehashe 准备的，当redis 的dict 在进行rehashe 的时候，新的数据插将被添加到dictht ht[1] 当中，反之则添加到ht[0] 中

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typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
int iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;

typedef struct dictht {
dictEntry **table;
unsigned long size;
unsigned long sizemask;
unsigned long used;
} dictht;

Redis 在响应各种命令的时候，把接收到的命令参数（key 和value 等）都转化成type= REDIS_STRING 的redisObject ，最终执行命令将key 和value 存储到redisDb 的dict 的时候，存储的形式和内容是不相同的：在dict 里面，key 存储的是redisObject 里面的prt 所指向的数据，而value 存储的则是和命令对应的redisObject ，如执行list 的命令lpush listname content ，redisDb 里面，存放的一条记录key 为内容listname 的字符串，而value （此value 不是命令对应的value ）存储的则是一个redisObject （type= REDIS_ENCODING_ZIPLIST ， prt=ziplist ），然后把content 对应的内容add 到ziplist 上。
最后通过一张图来展示Redis内部DB的实现和其支持的各种data types在redis DB内的存储方式
Redis DB & data types