Redis笔记(一)- 基础数据结构_String

自从前段时间,工作重心从java转向了偏运维方面的工作(搭建公司内部的一套监控系统),我寻思着这套系统从打造到完善可能还需要经过很长一段过程,这段时间对微服务的后端一些技术应该是接触不到了,既然开辟了新的方向,但是老的知识也不能丢掉,在与后端分离的这段日子,我要好好整理一些知识点,千万不能让时间把技能给冲刷掉,开个坑,把钱文品的这本redis深度历险再看一遍,记录一下重点的知识,以后万一面试也用得到,不至于被面试官问的太狼狈。

基本数据类型

redis的基本数据类型总共有5种:string(字符串)、list(列表)、hash(字典)、set(集合)、zset(有序集合)。
redis内部存储的格式粗略来看就相当于是java中的一个HashMap,这5种数据类型说的是这个HashMap中的value,每个value必须有一个key与之对应。

String

String和Java中的ArrayList比较类似,说白了就是一个字符型数组,都会在创建时申请一块固定长度的内存区域,当长度不够时进行扩容,字符串长度小于1MB时,当前容量*2+1byte(最后一个字节保存’\0’),字符串长度大于1MB时,每次扩容1MB+1byte,最大512MB。

> set name aaa
> get name
"aaa"
> expire name 5 #5s过期 
> setnx name bbb # 如果 name 不存在就执行 set 创建
(integer) 0 #存在

当然,如果value是个整数,redis还能对它进行数值运算。

> set name 1
OK
> incr name 
(integer) 2
> incrby name 3
(integer) 5
源码

String的字符串叫做简单动态字符串(simple dynamic string,SDS),其内部结构为:

struct SDS<T> {
  T capacity; // 数组容量 (泛型是为了减少内存使用空间,一般用int,长度小的时候可以使用byte和short)
  T len; // 数组长度 
  byte flags; // 特殊标识位,跟redis的对象头有关,不用关心
  byte[] content; // 数组内容,真正存放数据的地方
}
string

当然,对于一个redis对象来讲,String内部有两种存储结构embstr(embeded)和raw。要熟悉这两种结构,首先我们先了解一下一个Redis对象的这个头结构,不管是什么数据类型,它们都会有这样一个结构。

struct RedisObject {
    int4 type; // 4bits 数据类型
    int4 encoding; // 4bits 编码方式 
    int24 lru; // 24bits 跟淘汰策略相关,记录最后一次访问时间
    int32 refcount; // 4bytes 引用计数(学过jvm的都懂吧,计数为零,代表没有对象引用,可以被销毁)
    void *ptr; // 8bytes,64-bit system *代表指针(大学的噩梦),在这里指向SDS
} 
struct SDS {
    int8 capacity; // 最小1byte
    int8 len; // 最小1byte
    int8 flags; // 最小1byte
    byte[] content; // 内联数组,长度为 capacity
}

然后,我们再看一下这两种结构的内存分配策略(embstr中,RedisObject和SDS对象连续存储;raw中是不连续的):


内存分配

之后,大家需要知道,Redis的内存分配器每次分配的单位都是 2/4/8/16/32/64 byte ,也就是说,最多可一次分配64byte的连续内存空间,当RedisObject和SDS对象大小相加不超过64byte时采用embstr存储格式,反之,则采用raw格式。
最后,有兴趣的朋友可以算一下,以embstr结构存储的SDS中最大的content长度是多少?(长度在上面的代码中已有提示,且由于C语言的特性,content最后一位必须要以’\0’结尾,答案44byte,看能不能凑出来)

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