Redis – 对象结构-数据库

简介

Redis 使用对象存储数据库中的键和值，每当在 Redis 中创建一个新的键值对时，都会创建两个对象：一个是键对象，另一个是值对象。

其中，Redis 的每种对象都由对象结构和对应编码的数据结构组合而成，而每种对象类型对应若干编码方式，不同编码方式对应的底层数据结构也会有所不同。

数据库结构

Redis 服务器的数据库都保存在 redisServer 的 db 数组中，数组中的每个项都是 redisDb 结构，每个 redisDb 结构代表一个数据库。

下面是部分 redisServer 结构：

struct redisServer {
    redisDb *db;    // 保存数据库的数组
    int dbnum;      // 服务器的数据库数量
    // ...
};

其中，初始化服务器时，会根据 dbnum 的值决定创建多少个数据库。默认情况下，dbnum 的值是 16。

切换数据库

默认情况下，Redis 客户端的目标数据库是 0 号数据库，但是客户端可以使用 SELECT 命令切换目标数据库。

需要注意的是，Redis 现在没有向客户端返回目标数据库的命令，对数据库进行误操作极易出现不符合预期的情况，尤其是像 FLUSHDB 这样的命令。

比较好的做法是尽量少地在代码中切换数据库，即使是在命令行操作，也尽量显式地切换到指定的数据库，然后再执行命令。

数据库键空间

每一个数据库中都存储了一个字典，这个字典存储了数据库中的所有键值对，这个字典又被称为键空间。

所有对数据库中键值对的增删查改操作，实际上都是在操作键空间字典。

只是，由于数据库可以存储多种不同的数据结构类型，这些增删查改操作，都会使用对应数据结构提供的函数执行。

读写键空间的维护操作

当使用 Redis 命令对键空间字典进行读写操作时，服务器不仅会执行这些读写操作，还会做一些维护性的操作，提高 Redis 的可用性，其中包括：

读取一个键时，服务器会根据键是否存在来更新键空间命中次数和不命中次数
读取到一个键之后，服务器会更新这个键的 lru 属性
如果服务器读取到键之后，发现这个键已经过期，会先删除这个键，再执行后续的操作
如果有客户端使用 WATCH 命令监视这个键，服务器修改这个键之后，会将这个键标记为 dirty 状态
服务器每次修改一个键之后，都会对脏计数器的值增 1，这个计数器会触发服务器的持久化或复制操作
如果服务器开启了通知功能，那么对这个键做修改操作之后，服务器将按配置发送对应的数据库通知

类型与编码

Redis 中的每个对象都是由一个 redisObject 结构表示，其结构如下：

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;        // 类型
    unsigned encoding:4;    // 编码
    unsigned lru:LRU_BITS;  // 记录最后访问的时间
    int refcount;           // 引用计数
    void *ptr;              // 指向底层实现数据结构的指针
} robj;

其中 type、encoding 和 ptr 是最重要的三个属性。