redis_字符串对象

Redis总共支持五种数据类型：string，hash，list，set及zset。这里介绍字符串类型的实现

 

首先了解字符串对象的结构

// redis对象内存分配，列出主要相关的属性
redisObject {
    // 对于字符串对象，type = REDIS_STRING
    type
    // 字符串的底层编码，有三种：int、raw、embstr，后文介绍
    encoding
    // 指向实际保存字符串内容的空间
    ptr
    // 还有其他属性
    ......
}

上面的redisObject不实际保存字符串内容，而是通过ptr指向实际保存字符串内容的空间，叫sdshdr（Simple Dynamic String hdr 简单动态字符串）

struct sdshdr {
    // 记录buf数组中已使用的字节数，等同于字符串长度（不包括结尾的\0）
    int len;
    // 记录buf数组中未使用的字节数
    int free;
    // 实际保存字符串的字节数组
    char buf[];
}

这个sdshdr比较厉害，在字符串变长的时候可以预申请额外内存、缩短时不直接释放内存以备未来变长使用，等。

sdshdr的详细看这里：https://www.cnblogs.com/loveCheery/p/9133343.html

 

字符串编码

字符串对象有三种可能的底层编码：int、raw、embstr。

这三种编码格式是字符串对象底层空间分配的不同，对上层调用没有区别，不同编码的字符串对象在执行命令时效果是一样的

int编码

如果字符串保存的值是整数，范围在long之内，那么encoding会被设置为int，并且直接将证书值保存在ptr里（ptr不再指向一个复杂的sds结构了，直接是整数值）

// 插入long之内的值为整数的字符串
127.0.0.1:6379> set test "123" 
OK
127.0.0.1:6379> object encoding test
"int"
// 插入long的最大值2^63-1
127.0.0.1:6379> set test "9223372036854775807" 
OK
127.0.0.1:6379> object encoding test
"int"
// 插入2^63，就不是int编码了
127.0.0.1:6379> set test "9223372036854775808" 
OK
127.0.0.1:6379> object encoding test
"embstr"

raw编码

如果字符串保存的值长度比较大，那么encoding为raw，值使用sds（简单动态字符串），ptr指向这个sds的空间

比较大：《Redis设计与实现》里说长度大于39字节时，n多文章说长度大于32字节时，我测试返回长度大于44时才行，没查到是配置可选的还是redis版本指定的

总的来说就是对于大字符串，redis采用一套机制来控制字符串变长变短时的内存分配策略，实现是用的sds

embstr编码

如果字符串保存的值不是整数，并且长度不是很大，那么encoding为embstr，值也是sds，ptr指向这个sds的空间

embstr编码是专门用于保存段字符串的一种优化编码方式

• embstr和raw的实际字符串存储都是用了sds，区别在于：
• embstr编码的字符串对象，其所有数据保存在一块连续的内存空间中（redisObject和其ptr指向的sds在连续的内存空间），只需要一次内存分配操作
• raw编码的字符串对象，redisObject和其ptr指向的sds是不连续的，需要两次内存分配

embstr的内存空间连续的优势

• 其创建时的内存分配、释放时的内存回收次数都只有1次
• 方便预读取一段空间内的数据做缓存

其他

• embstr只读，没有修改方法。当对embstr编码的字符串做修改时，会先转为raw、再修改

• 127.0.0.1:6379> set test "hello"
  OK
  127.0.0.1:6379> object encoding test
  "embstr"
  127.0.0.1:6379> append test "world"
  (integer) 10
  127.0.0.1:6379> object encoding test
  "raw"

• int编码在执行append前，也会先转为raw，再修改
• int编码执行整数计算时（比如incrby）直接使用整数编码
• raw和embstr编码，执行整数方法（比如incrby）时，如果其内容为long内的整数，则先转为int再执行，执行完还是int。如果内容不是long内的整数，则向客户端抛出异常

字符串命令详细实现：