第八章 对象

Redis中的对象：

• 字符串对象
• 列表对象——压缩列表或双端链表
• 哈希对象——压缩列表或字典
• 集合对象——整数集合或字典
• 有序集合对象——压缩列表或跳表+字典

每个对象针对不同的使用场景选择底层实现，并使用引用计数器决定对象的回收，某些条件下可以通过引用计数器实现共享。

8.1 对象的类型和编码

　　Redis中的键和值都是对象，键固定是字符串对象，称某某键指的是值对象。譬如列表键，即值是列表对象。redisObject的结构和对象类型、编码、内存回收、共享对象都有关系，一个对象内存占用 4bit+4bit+24bit+4byte+8byte=16byte

typedef struct redisObject{
    //对象类型
    unsigned type:4bit;
    //实现对象的编码方式
    unsigned encoding:4bit;
    //指向底层实现数据结构的指针,在64位系统中,一个指针8字节 
    void *ptr:8byte;
    ....
    //引用计数,int占用4字节
    int refcount:4byte; 
    //最后一次被命令程序访问的时间,在2.6版本是22bit，在4.0版本是24bit
    unsigned lru:22bit; 

}

8.2 字符串对象

　　编码方式：

• int编码：字符串对象保存的值是整数值(long)
• raw编码：字符串对象保存的值是字符串，并且长度大于39字节，使用SDS实现
• embstr编码：针对段字符串的优化，减少分配和释放需要的内存分配次数　　

　　raw编码和embstr编码也可以保存浮点数

　　字符串对象大小不能超过512M

　　8.2.1 编码的转换

　　int编码的值被修改成字符串、embstr编码的值一旦被修改（例如APPEND操作），都会被转换成raw编码方式。

 

8.3 列表对象

　　redis> RPUSH numbers 1 "three" 5

　　编码方式：

• ziplist编码：底层使用压缩列表实现

　　

• linkedist编码：使用双端列表实现

　　

　　当列表对象保存的所有字符串元素的长度小于64字节，且对象保存的元素数量小于512个时，使用ziplist编码，否则使用linkedlist编码

8.4 哈希对象

　　编码方式：

• ziplist编码：使用压缩列表实现。当有新键值对插入时，先将键的压缩列表节点推入列表的尾部，再将值的压缩列表节点推入列表的尾部。
• hashtable编码：使用字典实现。

　   当哈希对象保存的所有键值对的字符串都小于64字节，并且键值对的数量小于512个，使用ziplist编码，否则使用hashtable编码

8.5 集合对象

　　redis>SADD numbers 1 3 5

　　编码方式：

• intset编码：使用整数集合实现。
• hashtable编码：使用字典实现。字典的每个键都是字符串对象，保存了一个集合的值，字典的值全部设置为NULL。

　　当保存的集合的元素都是整数，并且总数不超过512个时，使用intset编码，否则使用hashtable编码

8.6 有序集合对象

　　编码方式：

• ziplist编码：每个元素使用两个压缩列表节点表示，第一个存放元素的值，第二个存放元素的分值。元素按照分值大小从小到大排序，分值越大越靠近表尾。
• skiplist编码：使用跳表+字典实现。

　　在跳表的实现中，每个节点的object保存了元素的值，score保存了分值。使用ZRANK和ZRANGE等范围操作可以有效的使用跳表排序的特性。

　　在字典的实现中，字典键存放元素的值，字典值存放元素的分数。查找每个元素的分值的复杂度是常量级。

　　同时使用跳表和字典实现，会用指针来共享元素的成员和分值，所以不会造成额外内存的浪费。还能结合二者的优势。

　　当保存的集合的元素数量小于128个，而且所有元素的长度都小于64字节时，使用ziplist编码，否则使用skiplist实现。

8.7 类型检查和命令多态

• 类型检查：不同的命令针对不同的对象，Redis在执行特定命令时，会通过对象中的type属性检查输入键的类型是否正确。
• 多态命令：同一个命令的目标对象，底层的实现不同，调用的API也不同，Redis通过encoding属性得知具体的底层实现，调用不同的API。

8.8 内存回收

　　对象的refcount属性记录了引用关系

• 创建新对象时，引用计数器初始化成1
• 当对象被一个新的程序使用时，计数器值+1
• 当对象不再被某个程序使用时，计数器值-1
• 当对象的引用计数器值变成0，对象占用的内存被释放

8.9 对象共享

　　当一个对象被多个程序使用时，譬如键A的值对象和键B的值对象相同时，只会创建一个对象，A和B的值对象都指向该对象，同时该对象的引用计数器记为2。受到CPU时间的限制，Redis只对包含整数值的字符串对象进行共享。目前Redis会共享0～9999的字符串对象。

8.10 对象的空转时常

　　对象的lru属性，记录了对象最后一次被命令程序访问的时间。OBJECT IDLETIME命令可以打印出给定键的lru属性，并且不会更改lru属性。