redis学习技巧之Object详解

2022-05-30 0 806

本篇文章给大家带来了关于Redis的相关知识,其中主要介绍了关于Object的相关问题,包括了两层数据结构、数据结构的内部实现、Object结构体等等相关内容,下面一起来看一下,希望对大家有帮助。

redis学习技巧之Object详解

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Redis的两层数据结构简介

redis的性能高的原因之一是它每种数据结构都是经过专门设计的,并都有一种或多种数据结构来支持,依赖这些灵活的数据结构,来提升读取和写入的性能。如果要了解redis的数据结构,可以从两个不同的层面来讨论它:

第一个层面,是从使用者的角度,这一层面也是Redis暴露给外部的调用接口,比如:string,list,hash,set,sorted set。

第二个层面,是从内部实现的角度,属于更底层的实现,比如:dict,sds,ziplist,quicklist,skiplist,intset。

Redis数据结构的内部实现

从Redis的使用者的角度来看,一个Redis节点包含多个database(非cluster模式下默认是16个,cluster模式下只能是1个),而一个database维护了从key space到object space的映射关系。这个映射关系的key是string类型,而value可以是多种数据类型,比如:string, list, hash、set、sorted set等。我们可以看到,key的类型固定是string,而value可能的类型是多个。

而从Redis内部实现的角度来看,database内的这个映射关系是用一个dict来维护的。dict的key固定用一种数据结构来表达就够了,这就是动态字符串sds。而value则比较复杂,为了在同一个dict内能够存储不同类型的value,这就需要一个通用的数据结构,这个通用的数据结构就是robj,全名是redisObject

举个例子:

如果value是一个list,那么它的内部存储结构是一个quicklist。

如果value是一个string,那么它的内部存储结构一般情况下是一个sds。但如果string类型的value的值是一个数字,那么Redis内部还会把它转成long型来存储,从而减小内存使用。

所以,一个robj既能表示一个sds,也能表示一个quicklist,甚至还能表示一个long型。

redisObject结构体

redisObject的定义如下:

typedef struct redisObject {    unsigned type:4;    unsigned encoding:4;    unsigned lru:LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */    int refcount;    void *ptr;} robj;

一个robj包含如下5个字段:

type: 对象的数据类型。占4个bit。可能的取值有5种: OBJ_STRING, OBJ_LIST, OBJ_SET, OBJ_ZSET,
OBJ_HASH,分别对应Redis对外暴露的5种数据结构

encoding: 对象的内部表示方式(也可以称为编码),占4个bit,可能的取值有10种。

lru: 做LRU替换算法用,占24个bit。

refcount: 引用计数。它允许robj对象在某些情况下被共享。

ptr: 数据指针。指向真正的数据。比如,一个代表string的robj,它的ptr可能指向一个sds结构;一个代表list的robj,它的ptr可能指向一个quicklist。

这里特别需要仔细察看的是encoding字段。对于同一个type,还可能对应不同的encoding,这说明同样的一个数据类型,可能存在不同的内部表示方式。而不同的内部表示,在内存占用和查找性能上会有所不同。

当type = OBJ_STRING的时候,表示这个robj存储的是一个string,这时encoding可以是下面3种中的一种:

OBJ_ENCODING_RAW: string采用原生的表示方式,即用sds来表示。

OBJ_ENCODING_INT: string采用数字的表示方式,实际上是一个long型。

OBJ_ENCODING_EMBSTR: string采用一种特殊的嵌入式的sds来表示。

当type = OBJ_HASH的时候,表示这个robj存储的是一个hash,这时encoding可以是下面2种中的一种:

OBJ_ENCODING_HT: hash采用一个dict来表示。

OBJ_ENCODING_ZIPLIST: hash采用一个ziplist来表示。

encoding的十种取值如下:

OBJ_ENCODING_RAW: 最原生的表示方式。其实只有string类型才会用这个encoding值(表示成sds)。

OBJ_ENCODING_INT: 表示成数字。实际用long表示。

OBJ_ENCODING_HT: 表示成dict。

OBJ_ENCODING_ZIPMAP: 是个旧的表示方式,已不再用。在小于Redis 2.6的版本中才有。

OBJ_ENCODING_LINKEDLIST: 也是个旧的表示方式,已不再用。

OBJ_ENCODING_ZIPLIST:表示成ziplist。

OBJ_ENCODING_INTSET: 表示成intset。用于set数据结构。

OBJ_ENCODING_SKIPLIST: 表示成skiplist。用于sorted set数据结构。

OBJ_ENCODING_EMBSTR: 表示成一种特殊的嵌入式的sds。

OBJ_ENCODING_QUICKLIST: 表示成quicklist。用于list数据结构。

redisObject的作用

redisObject的作用的作用如下:

redisObjec是联结两个层面的数据结构的桥梁。

为多种数据类型提供一种统一的表示方式。

允许同一类型的数据采用不同的内部表示,从而在某些情况下尽量节省内存。

支持对象共享和引用计数。当对象被共享的时候,只占用一份内存拷贝,进一步节省内存。

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