Redis基本类型和底层实现

Redis对象类型简介

redis>SET message "hello redis"

REDIS_STRING

REDIS_LIST

REDIS_HASH

REDIS_SET

REDIS_ZSET

/*
* Redis 对象
*/
typedef struct redisObject {

// 类型
unsigned type:4;

// 不使用(对齐位)
unsigned notused:2;

// 编码方式
unsigned encoding:4;

// LRU 时间（相对于 server.lruclock）
unsigned lru:22;

// 引用计数
int refcount;

// 指向对象的值
void *ptr;

} robj;

Redis对象底层数据结构

REDIS_ENCODING_INT

long

REDIS_ENCODING_EMBSTR

embstr

REDIS_ENCODING_RAW

REDIS_ENCODING_HT

REDIS_ENCODING_LINKEDLIST

REDIS_ENCODING_ZIPLIST

REDIS_ENCODING_INTSET

REDIS_ENCODING_SKIPLIST

字符串对象

#define REDIS_ENCODING_EMBSTR_SIZE_LIMIT 39
robj *createStringObject(char *ptr, size_t len) {
if (len <= REDIS_ENCODING_EMBSTR_SIZE_LIMIT)
return createEmbeddedStringObject(ptr,len);
else
return createRawStringObject(ptr,len);
}

列表对象

哈希对象

typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
long rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
int iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;

typedef struct dictht {
dictEntry **table;
unsigned long size;
unsigned long sizemask;
unsigned long used;
} dictht;

集合对象

#define INTSET_ENC_INT16 (sizeof(int16_t))

有序集合对象

有序集合的编码可能两种，一种是ziplist，另一种是skiplist与dict的结合。

ziplist作为集合和作为哈希对象是一样的，member和score顺序存放。按照score从小到大顺序排列。它的结构不再复述。

skiplist是一种跳跃表，它实现了有序集合中的快速查找，在大多数情况下它的速度都可以和平衡树差不多。但它的实现比较简单，可以作为平衡树的替代品。它的结构比较特殊。下面分别是跳跃表skiplist和它内部的节点skiplistNode的结构体：

[cpp] view plain copy print?/*
* 跳跃表
*/
typedef struct zskiplist {
// 头节点，尾节点
struct zskiplistNode *header, *tail;
// 节点数量
unsigned long length;
// 目前表内节点的最大层数
int level;
} zskiplist;
/* ZSETs use a specialized version of Skiplists */
/*
* 跳跃表节点
*/
typedef struct zskiplistNode {
// member 对象
robj *obj;
// 分值
double score;
// 后退指针
struct zskiplistNode *backward;
// 层
struct zskiplistLevel {
// 前进指针
struct zskiplistNode *forward;
// 这个层跨越的节点数量
unsigned int span;
} level[];
} zskiplistNode;
/*
* 跳跃表
*/
typedef struct zskiplist {
// 头节点，尾节点
struct zskiplistNode *header, *tail;
// 节点数量
unsigned long length;
// 目前表内节点的最大层数
int level;
} zskiplist;
/* ZSETs use a specialized version of Skiplists */
/*
* 跳跃表节点
*/
typedef struct zskiplistNode {
// member 对象
robj *obj;
// 分值
double score;
// 后退指针
struct zskiplistNode *backward;
// 层
struct zskiplistLevel {
// 前进指针
struct zskiplistNode *forward;
// 这个层跨越的节点数量
unsigned int span;
} level[];
} zskiplistNode;
head和tail分别指向头节点和尾节点，然后每个skiplistNode里面的结构又是分层的(即level数组)

用图表示，大概是下面这个样子：



每一列都代表一个节点，保存了member和score，按score从小到大排序。每个节点有不同的层数，这个层数是在生成节点的时候随机生成的数值。每一层都是一个指向后面某个节点的指针。这种结构使得跳跃表可以跨越很多节点来快速访问。

前面说到了，有序集合ZSET是有跳跃表和hashtable共同形成的。

[cpp] view plain copy print?typedef struct zset {
// 字典
dict *dict;
// 跳跃表
zskiplist *zsl;
} zset;
typedef struct zset {
// 字典
dict *dict;
// 跳跃表
zskiplist *zsl;
} zset;
为什么要用这种结构呢。试想如果单一用hashtable，那可以快速查找、添加和删除元素，但没法保持集合的有序性。如果单一用skiplist，有序性可以得到保障，但查找的速度太慢O（logN）。

结尾
简单介绍了Redis的五种对象类型和它们的底层实现。事实上，Redis的高效性和灵活性正是得益于对于同一个对象类型采取不同的底层结构，并在必要的时候对二者进行转换；以及各种底层结构对内存的合理利用。

转载：http://blog.csdn.net/caishenfans/article/details/44784131