《Redis 设计与实现》- 第 1 章：数据结构与实现

@(Redis 笔记)[Redis, 数据库]

Redis 对象

1. Redis 中使用对象表示数据库中的键和值，每创建一个键值对，至少创建 2 个对象。

2. 对象的 type 属性记录了对象的类型，有 5 种：

   类型常量	对象
   REDIS_STRING	字符串对象
   REDIS_LIST	列表对象
   REDIS_HASH	哈希对象
   REDIS_SET	集合对象
   REDIS_ZSET	有序集合对象

3. 编码与底层实现：对象的 ptr 指针指向对象的底层实现数据结构，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，即该对象是用什么类型的数据结构决定的。

   类型常量	编码	对象
   REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_INT	整数值实现的字符串对象
   REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_EMBSTR	使用 embstr 编码的简单动态字符串实现的字符串对象
   REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_RAW	简单动态字符串实现的 字符串对象
   --	--	--
   REDIS_LIST	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现的列表对象
   REDIS_LIST	REDIS_ENCODING_LINKEDLIST	使用双端链表列表对象
   --	--	--
   REDIS_HASH	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现的哈希对象
   REDIS_HASH	REDIS_ENCODING_HT	使用字典实现的哈希对象
   --	--	--
   REDIS_SET	REDIS_ENCODING_INTSET	使用整数实现的集合对象
   REDIS_SET	REDIS_ENCODING_HT	使用字典实现的集合对象
   --	--	--
   REDIS_ZSET	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	使用压缩列表实现的有序集合对象
   REDIS_ZSET	REDIS_ENCODING_SKIPLIST	使用跳跃表实现的有序集合对象

简单动态字符串 SDS

• Redis 中没有采用 C 字符串，而是自己构建了 SDS
• C 字符串应用在一些字符串常量值，不需要修改

1. sds.h/sdshdr 结构表示一个 SDS:

// 总长度为 len + free + 1, 1 用于存储 /0
struct sdshdr {
	// 1. sds 中已使用的字节
	int len;
	// 2. sds 中空闲的字节
	int free;
	// 3. 字符串
	char buf[];
}

2. SDS 与 C string 区别：

• SDS 获取字符串长度的时间为 O(1)
• SDS 记录字符串长度，可以防止缓冲区溢出
• 减少修改字符串时，导致的内存重分配次数：C 字符串增加元素而数组大小不够时，需要先扩展数组大小，否则会产生内存溢出。在删除元素时，若忘记释放内存，则会导致内存溢出。SDS 通过 len 与 free ，解除了字符串长度与底层数组长度之间的关系。可以 实现空间预分配 与 惰性空间释放 两种优化策略。
• 空间与分配：扩展 SDS 时，会同时分配修改所需要的空间和额外未使用的空间。进行修改之后， SDS 的 len 将变成 13 字节， 那么程序也会分配 13 字节的未使用空间。
• 惰性空间释放：缩短 SDS 时，不会直接回收内存，而是用 free 来收集空闲区域。
• 二进制安全：C字符串只能保存文本数据，会忽略 \0 以后的内容。
• 兼容部分 C 字符串函数