第九章 数据库

9.1 服务器中的数据库

　　Redis服务器将所有数据库都保存在服务器状态redis.h/redisServer结构的db数组中。

struct redisServer{
    //一个数组，保存着服务器中的所有数据库
    redisDb *db;
    //服务器的数据库数量
    int denum;

}

　　denum属性可配置，默认值为16。

9.2 切换数据库

　　每个Redis客户端有目标数据库，对目标数据库执行读写等操作。可以通过SELECT命令切换目标数据库。Redis目前没有提供查询客户端当前目标数据库的命令。

9.3 数据库键空间

　　服务器中的每个数据库由一个redis.h/redisDb结构表示，其中dict字典保存了数据库中的所有键值对，称这个字典为键空间。

typedef struct redisDb{
    //数据库键空间，保存所有键值对
    dict *dict;

}

 

　　键空间的键即是数据库的键，每个键对象都是字符串对象。键空间的值是数据库的值，可以是五种对象之一。譬如执行以下命令

redis>SET message "hello world"

redis>RPUSH alphabet "a" "b" "c"

redis>HSET book name "Redis in Action"

redis>HSET book author "Josiah L. Carlson"

redis>HSET book publisher "Manning"

　　所有对数据库的操作，都是通过对键空间字典进行操作实现的。

9.4 设置键的生存时间或过期时间

　　通过EXPIRE（秒）命令或者PEXPIRE（毫秒），设置键值对的生存时间，经过指定时间后，服务器会自动删除生存时间为0的键。类似的EXPIREAT命令或PEXPIREAT命令可以为某个键值对设置过期时间。

　　9.4.2 保存过期时间

　　redisDb结构的expires字典（过期字典）保存了数据库中所有键的过期时间。

typedef struct redisDb{

    //过期字典，保存键的过期时间
    dict *expires;

}redisDb;

 

　

　　9.4.5 过期键的判定

• 检查给定键是否存在于过期字典，如果存在，取得键的过期时间。
• 检查当前UNIX时间戳是否大于键的过期时间，大于则判定为过期键，否则未过期。

9.5 过期键删除策略

　　9.5.1 定时删除

　　在替键设置过期时间时，创建一个定时器，由定时器执行最后的键删除操作。

　　优点：能及时释放不需要的内存。

　　缺点：1. 删除键需要占用CPU时间，降低业务吞吐量和服务器的响应时间。2.定时器的实现方式——时间事件，查找事件复杂度较高(O(n))

　　9.5.2 惰性删除

　　在获取键的同时，检查键是否过期，过期则删除否则返回键

　　优点：不会浪费CPU时间去删除无关的键

　　缺点：内存不能及时回收，浪费内存，并且当一个过期键不再被访问时，这部分内存将无法回收造成内存泄漏（除非手动执行FLUSHDB）

　　9.5.3 定期删除

　　每个一段时间，对数据库进行检查，删除过期键

9.6 Redis的过期键删除策略

　　Redis中采用惰性删除和定期删除结合的方式

9.7 AOF、RDB和复制功能对过期键的处理

　　讨论RDB持久化和AOF持久化以及复制功能如何处理数据库中的过期键

　　9.7.1 RDB文件

　　生成RDB文件时，对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到RDB文件中；

　　在启动Redis服务器时，如果服务器开启了RDB功能，将载入RDB文件，载入RDB文件时，

• 当前服务器是主服务器，载入时，会检查键是否已过期，过期键不会载入内存
• 当前服务器是从服务器，全部载入，当主服务器同步时，清空从服务器数据

　　9.7.2 AOF文件写入

　　在过期键被删除后，向AOF文件追加一条DEL命令，显示该键已经被删除

　　9.7.3 AOF重写

　　在AOF重写时，检查如果是过期键不会保存到重写后的AOF文件中

　　9.7.5 复制

　　从服务器为了保持和主服务器的一致性，从服务器的过期键删除由主服务器控制。当主服务器删除过期键，向从服务器发送一个DEL命令，从服务器才删除这个过期键。当从服务器执行客户端的读命令时，遇到过期键不会执行删除操作。

9.8 数据库通知

 　　客户端可以订阅给定的频道或者模式，得知数据库中键的变化，以及数据库中命令的执行情况。