Redis学习笔记（六） 对象

前面我们看了Redis用到的主要数据结构，如简单动态字符串（SDS）、双向链表、字典、压缩列表、整数集合等。

但是Redis并没有直接使用这些数据结构来实现键值对，而是基于这些数据结构创建了一个对象系统，这个系统包括字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象、有序集合对象，除此之外，redis的对象系统还实现了基于计数技术的内存回收机制，另外redis还通过引用计数技术实现了对象共享机制（适当条件下，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，空转时长较大的键会优先被服务器删除。

Redis中的每个结构都是由redisObject结构标识，包含ptr（指向底层实现的数据结构）、encoding（决定用那种底层数据结构）、type等属性。

当我们创建一个键值对时，我们至少会创建两个对象：键对象（字符串对象），值对象（物种类型）。

字符串对象的编码可以是整数、raw或者enbstr、sds

1. enbstr（短字符串长度小于32）调用一次分配内存函数，分配一个连续的内存包含redisObject结构与sdshdr结构，不包含修改命令，执行任何修改命令会转为raw对象。

2. sds（字符串长度超过32）。

3. raw 会调用两次内存分配分别创建redisObject结构与sdshdr结构。

列表对象，列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist

1. ziplist使用压缩列表作为底层实现。列表对象保存的所有字符串元素长度都小于64字节，元素数量小于512个时使用压缩列表做为底层实现。

2. linkedlist编码列表对象使用双向链表作为底层实现，每个双向链表节点都保存一个字符串对象。

哈希对象

1. 哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable

2. ziplist编码的哈希对象使用压缩表作为底层实现，当由新的键值对加入到hash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的表尾，然后将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表的表尾。

3. 使用hashtable作为编码的哈希对象使用字典作为底层实现，键使用字符串对象，值使用字符串对象。

集合对象

1. 集合对象的编码可以是 intset或者是hashtable

2. intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现。

3. hashtable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一个集合元素，而字段的值则全部设置为null。

   

    

    

4. 对象转换 。intset转hashtable条件：元素中不全是整数或者元素数量超过512.

有序集合对象

1. 有序集合的编码可以是ziplist 或者skiplist

2. 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）第二个元素则保存元素的分值（score）。

3. 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。

4. typedef struct zset{
       zskiplist *zsl;
       dict *dict;//保存从成员到分值的映射，键保存元素成员 值保存了分数。
   }

    

5. 解释下为什么同时使用字典与跳跃表来实现有序集合：虽然用两种结构的任意一种都能实现有序集合，但是当我们只是用字典来实现有序集合时，由于字典是一个无序的保存元素，当我们实行范围操作时，需要先对所有的元素进行排序，这里所使用的时间复杂度至少为O(NlogN)，并且有额外的内存消费；另外如果只使用跳跃表来实现有序集合时，虽然范围操作的优势被保留，但是没有了字典根据成员查找分值时这一操作的复杂度将从O(1)提升到O(logN)。

6. 编码转换，当元素的数量小于128，且每个元素的长度都小于64字节时，使用ziplist。

内存回收

1. 每个对象的引用技术信息由redisObject结构的refcount属性记录。

2. 创建对象时，计数值会被默认初始化为1，被程序使用时，计数器加一，不再被使用时，计数器减一，当计数器为0时，对象占用的内存会被释放。

对象空转时长

1. 对象空转时长使用redisObjet结构中的lru属性记录，该属性记录对象最后一次被访问的时间。

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每天学一点，总会有收获。

说明：尊重作者知识产权，文中内容参考《Redis设计与实现》，仅在此做学习与大家分享。