Redis的对象类型和编码

对象

Redis中的每个对象都由一个 redisObject 结构表示， 该结构中和保存数据有关的三个属性分别是 type 属性、encoding 属性和ptr 属性：

typedef struct redisObject {

    // 类型
    unsigned type:4;

    // 编码
    unsigned encoding:4;

    // 指向底层实现数据结构的指针
    void *ptr;

    // ...

} robj;

类型

对象中的type属性记录了对象的类型

类型常量	对象的名称
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

对于Redis数据库保存的键值对来说， 键总是一个字符串对象， 而值则可以是字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象或者有序集合对象的其中一种， 因此：

• 当我们称呼一个数据库键为“字符串键”时， 我们指的是“这个数据库键所对应的值为字符串对象”；
• 当我们称呼一个键为“列表键”时， 我们指的是“这个数据库键所对应的值为列表对象”

类型检查的实现

Redis中用于操作键的命令基本上可以分为两种类型:

1. 命令对于任何类型的键都可以执行，比如del，expire等
2. 另一种只能对特定类型的键执行

为了确保只有指定类型的键可以执行某些特定的命令， 在执行一个类型特定的命令之前， Redis会先检查输入键的类型是否正确， 然后再决定是否执行给定的命令。

类型特定命令所进行的类型检查是通过 redisObject 结构的 type 属性来实现的：

• 在执行一个类型特定命令之前， 服务器会先检查输入数据库键的值对象是否为执行命令所需的类型， 如果是的话， 服务器就对键执行指定的命令；
• 否则， 服务器将拒绝执行命令， 并向客户端返回一个类型错误。

编码和底层实现

对象的 ptr 指针指向对象的底层实现数据结构， 而这些数据结构由对象的 encoding 属性决定。

encoding 属性记录了对象所使用的编码， 也就是说这个对象使用了什么数据结构作为对象的底层实现。

编码常量	编码所对应的底层数据结构
REDIS_ENCODING_INT	long 类型的整数
REDIS_ENCODING_EMBSTR	embstr 编码的简单动态字符串
REDIS_ENCODING_RAW	简单动态字符串
REDIS_ENCODING_HT	字典
REDIS_ENCODING_LINKEDLIST	双端链表
REDIS_ENCODING_ZIPLIST	压缩列表
REDIS_ENCODING_INTSET	整数集合
REDIS_ENCODING_SKIPLIST	跳跃表和字典

每种类型的对象都至少使用了两种不同的编码

类型	编码	对象
REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_INT	使用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	使用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	使用双端链表实现的列表对象。
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	使用整数集合实现的集合对象。
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	使用跳跃表和字典实现的有序集合对象。

通过 encoding 属性来设定对象所使用的编码， 而不是为特定类型的对象关联一种固定的编码， 极大地提升了Redis的灵活性和效率， 因为Redis可以根据不同的使用场景来为一个对象设置不同的编码， 从而优化对象在某一场景下的效率。

多态命令的实现

Redis除了会根据值对象的类型来判断键是否能够执行指定命令之外， 还会根据值对象的编码方式， 选择正确的命令实现代码来执行命令。

考虑这样一个情况， 如果我们对一个键执行LLEN命令， 那么服务器除了要确保执行命令的是列表键之外， 还需要根据键的值对象所使用的编码来选择正确的LLEN命令实现：

• 如果列表对象的编码为 ziplist ， 那么说明列表对象的实现为压缩列表， 程序将使用 ziplistLen 函数来返回列表的长度；
• 如果列表对象的编码为 linkedlist ， 那么说明列表对象的实现为双端链表， 程序将使用 listLength 函数来返回双端链表的长度；

借用面向对象方面的术语来说， 我们可以认为LLEN命令是多态的： 只要执行LLEN命令的是列表键， 那么无论值对象使用的是 ziplist 编码还是 linkedlist 编码， 命令都可以正常执行。