底层数据结构

Redis 作为 Key-Value 存储系统，数据结构如下: alt

Redis 没有表的概念，Redis 实例所对应的db以编号区分，db 本身就是 key 的命名空间。比如：user:1000 作为 key 值，表示在 user 这个命名空间下 id 为 1000 的元素，类似于 user 表的 id=1000 的行。

RedisDB 结构

Redis 中存在“数据库”的概念，该结构由 redis.h中的 redisDb 定义。当 redis 服务器初始化时，会预先分配 16 个数据库所有数据库保存到结构 redisServer 的一个成员 redisServer.db 数组中 redisClient 中存在一个名叫 db 的指针指向当前使用的数据库 RedisDB 结构体源码：

typedef struct redisDb {
  int id; //id是数据库序号，为0-15（默认Redis有16个数据库） 
  long avg_ttl; //存储的数据库对象的平均ttl（time to live），用于统计 
  dict *dict; //存储数据库所有的key-value 
  dict *expires; //存储key的过期时间 
  dict *blocking_keys;//blpop 存储阻塞key和客户端对象 
  dict *ready_keys;//阻塞后push 响应阻塞客户端 存储阻塞后push的key和客户端对象 
  dict *watched_keys;//存储watch监控的的key和客户端对象 } redisDb;

RedisObject 结构

Value 是一个对象包含字符串对象，列表对象，哈希对象，集合对象和有序集合对象

结构信息概览


typedef struct redisObject {
  unsigned type:4;//类型 五种对象类型 
  unsigned encoding:4;//编码 
  void *ptr;//指向底层实现数据结构的指针 
  //... 
  int refcount;//引用计数 
  //... 
  unsigned lru:LRU_BITS; //LRU_BITS为24bit 记录最后一次被命令程序访问的时间 
  //... 
}robj;

字段说名

4 位 type

type 字段表示对象的类型，占 4 位； REDIS_STRING(字符串)、REDIS_LIST (列表)、REDIS_HASH(哈希)、REDIS_SET(集合)、REDIS_ZSET(有序集合)。当我们执行 type 命令时，便是通过读取 RedisObject 的 type 字段获得对象的类型 eg:

127.0.0.1:6379> type a1
string

4 位 encoding encoding 表示对象的内部编码，占 4 位每个对象有不同的实现编码 Redis 可以根据不同的使用场景来为对象设置不同的编码，大大提高了 Redis 的灵活性和效率。通过 object encoding 命令，可以查看对象采用的编码方式

127.0.0.1:6379> object encoding a1 
"int"

24 位 LRU

lru 记录的是对象最后一次被命令程序访问的时间，（ 4.0 版本占 24 位，2.6 版本占 22 位）。高16位存储一个分钟数级别的时间戳，低8位存储访问计数（lfu ：最近访问次数） lru----> 高16位: 最后被访问的时间 lfu----->低8位：最近访问次数

refcount

refcount 记录的是该对象被引用的次数，类型为整型。 refcount 的作用，主要在于对象的引用计数和内存回收。当对象的refcount>1时，称为共享对象 Redis 为了节省内存，当有一些对象重复出现时，新的程序不会创建新的对象，而是仍然使用原来的对象。

ptr ptr 指针指向具体的数据，比如：set hello world，ptr 指向包含字符串 world 的 SDS。

7 种 type

1.字符串对象

C语言：字符数组 "\0" Redis 使用了 SDS(Simple Dynamic String)。用于存储字符串和整型数据。

alt


struct sdshdr{
  //记录buf数组中已使用字节的数量 
  int len; //记录 buf 数组中未使用字节的数量 
  int free; //字符数组，用于保存字符串 
  char buf[]; 
}

buf[] 的长度 = len+free+1

SDS的优势： 1、SDS 在 C 字符串的基础上加入了 free 和 len 字段，获取字符串长度：SDS 是 O(1)，C 字符串是 O(n)。 buf数组的长度=free+len+1 2、 SDS 由于记录了长度，在可能造成缓冲区溢出时会自动重新分配内存，杜绝了缓冲区溢出。 3、可以存取二进制数据，以字符串长度len来作为结束标识 C： \0 空字符串二进制数据包括空字符串，所以没有办法存取二进制数据 SDS ：非二进制 \0 二进制：字符串长度可以存二进制数据使用场景： SDS的主要应用在：存储字符串和整型数据、存储key、AOF缓冲区和用户输入缓冲。

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最后编辑时间为: 2023/03/06 12:20

Redis 底层数据结构