Redis对象

概述

Redis并没有使用基础数据结构去实现键值数据库，而是基于数据结构封装了一个个对象。

类型和编码

由于Redis是键值数据库，所以每次存储数据时，至少包含两个对象，即K、V对应的对象。其数据结构如下所示

class RedisObject{
    // 类型
    int type;
    // 编码
    int encoding;
    // 指向底层数据结构指针
    Object ptr;
    // 引用计数
    int refcount;
    // 上次被访问时间
    int lru;
}

1. 类型（type），常用类型如下

   类型常量	名称
   REDIS_STRING	字符串
   REDIS_LIST	链表
   REDIS_HASH	哈希表
   REDIS_SET	集合
   REDIS_ZSET	有序集合

2. 编码常量（encoding），如下

   类型	编码对应的底层数据结构
   REDIS_ENCODING_INT	long类型的整数
   REDIS_ENCODING_EMBSTR	embstr格式的简单动态字符串实现
   REDIS_ENCODING_RAW	简单动态字符串
   REDIS_ENCODING_HT	哈希表
   REDIS_ENCODING_LINKEDLIST	双端链表
   REDIS_ENCODING_ZIPLIST	压缩链表和字典
   REDIS_ENCODING_SKIPLIST	跳跃表
   REDIS_ENCODING_INTSET	整数集合

   redis中每种对象至少拥有两种实现。对应的关系如下

   redis对象	编码类型	描述
   REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_EMBSTR	embstr编码的string
   REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_ROW	简单动态字符串实现的string
   REDIS_STRING	REDIS_ENCODING_INT	整数值编码的string
   REDIS_LIST	REDIS_ENCODING_LINKEDLIST	双端链表实现的链表
   REDIS_LIST	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	压缩链表实现的链表
   REDIS_HASH	REDIS_ENCODING_HT	哈希表实现的字典
   REDIS_HASH	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	压缩链表实现的字典
   REDIS_SET	REDIS_ENCODING_INTSET	整数集合实现的集合
   REDIS_SET	REDIS_ENCODING_HT	哈希表实现的集合
   REDIS_ZSET	REDIS_ENCODING_ZIPLIST	压缩链表实现的有序集合
   REDIS_ZSET	REDIS_ENCODING_SKIPLIST	跳表实现的有序集合

3. 字符串对象：字符串对象在可用long类型表示时底层数据结构使用int编码，当无法使用long表示并且字符长度小于32字节时使用embstr编码，超过32字节时使用row编码。embstr编码和row编码底层数据结构都是sds，不同的是embstr由于固定了最长只能是32字节，所以内存可以并且是一次性分配的，sds和redisObject在一段连续的内存中，而row是分两次进行内存分配。

4. 列表对象：列表对象底层有两个实现一个是LinkedList，另一个是ZipList，其实猜也能猜出，ZipList是为了节省空间。当保存的字符串元素长度小于64并且元素数量小于512个时使用ZipList作为底层实现，其它情况都是用LinkedList作为底层实现。!

5. 哈希对象：哈希对象也有两个底层实现，一个是ZipList即压缩链表，另一个则是Ht哈希表，压缩链表是每次都存两个元素即键值，键在前，值在后。编码转换的条件也是和列表对象一样，即不能满足zipList条件的使用Ht实现，即当保存的字符串元素长度小于64并且元素数量小于512个时使用ZipList作为底层实现，否则使用Ht实现。

6. 集合对象：集合对象的底层实现包括Ht和IntSet，其中Ht作为底层实现时，其键保存着集合元素，值都为Null。当集合元素数量小于512时并且元素都为整数值时使用IntSet作为底层实现，其他时候使用hashtable编码。

7. 有序集合对象：有序集合对象的底层实现时ZipList或SkipList，使用ZipList作为底层实现时，第一个值保存元素的值，第二个值保存元素的分值。此外无论是使用ZipList还是使用SkipList作为底层实现，都会创建一个Ht用于保存分值到元素值的映射，从而达到O₍₁₎的查询效率。

类型检查与命令多态

Redis的命令在执行前会对命令作类型检查，看当前数据对象是否支持当前命令，类似于Java中，众多实现类都继承了该类的方法，但由于不支持只能抛出Unsupported Exception。同时，也可能存在多个实现类支持这一方法，这也是属于一种多态。

内存回收和对象共享

C语言中不存在内存回收机制，所以Redis自己实现了一套通过引用技术法的内存回收机制，在每个redisObject中有一个refcount属性记录了被引用的次数。除了为了回收之外，引用计数还可以做到内存共享的作用。即存在想用某一对象将其引用技术加1而不是直接删除。由于共享字符串的复杂性以及不确定性，使得Redis只会初始化从0-9999的整数作为共享对象。

对象空转时长

RedisObject除了以上几个属性，还有一个就是lru对象上次访问时间，通过当前时间减去lru就可以获得对象的空转时长。