Redis[四]从宏观上看Redis数据结构

本来想直接写Redis的数据类型，但是写着写着发现这样并没有一个很宏观的概念，所以临时抽象出来一篇文章，先从整体来看一下Redis的数据结构。

1.整体概览

首先从层级的角度看一下Redis的数据结构，RedisServer->RedisDB->dict->dicth->dictEntry。RedisServer不用想了，一台redis指定只有一个，而RedisDB默认一个server下面有16个，当然我们也可以在redis.conf配置文件直接修改；每个RedisDB内部包含2个dict的数据结构，dict内部包含dicth数组，数组有两个，主要是扩容的时候会用到。dicth内部包含dictEntry数组，dictEntry其实就是类似Java的hashmap的Entry节点，里面有key和value，redis是通过链地址法来解决哈希冲突，至于为啥不再用红黑树，我也不知道。

2.redisServer

redisServer在server.h头文件中，这个结构体一共有400多个成员变量，离谱的很，我只找一下个别的变量。

struct redisServer {
    ...
    redisDb *db;
    ...
};

3.redisDb

这个字段还不算多的离谱。

typedef struct redisDb {
    dict *dict;                 /* 存储数据的字典 */
    dict *expires;              /* 存储有过期时间的 key */
    dict *blocking_keys;        /* 收到推送的被阻止的密钥 */
    dict *ready_keys;           /* 客户端等待数据的密钥(BLPOP) */
    dict *watched_keys;         /* cas的方式监视事务的键 */
    int id;                     /* 数据库id */
    long long avg_ttl;          /* 用于统计的平均ttl */
    unsigned long expires_cursor; /* Cursor of the active expire cycle. */
    list *defrag_later;         /* 一个接一个，逐渐整理的key列表。 */
} redisDb;

4.dict

dict就是redis中的字典。这里有一点需要注意，Redis带有过期时间的key其实是属于分开存储的，key-value会放到*dict字段中，而key-过期时间戳会放在*expires字段中，字段dict & expires 都是dict类型的。

typedef struct dict {
    dictType *type; /* 字典类型 */
    void *privdata; /* 私有数据 */
    dictht ht[2]; /* 一个字典有两个哈希表 */
    long rehashidx; /* rehash 索引 */
    unsigned long iterators; /* 当前正在使用的迭代器数量 */
} dict;

5.dicth

dicth类型就是字典里面的hash表，用来存放数据节点，也就是所谓的外层哈希。

typedef struct dictht {
    dictEntry **table;  /* 哈希表数组 */
    unsigned long size; /* 哈希表大小 */
    unsigned long sizemask; /* 掩码大小，用于计算索引值。总是等于 size-1 */
    unsigned long used; /* 已有节点数 */
} dictht;

6.dictEntry

在Redis中所有数据都以 key-value 的形式存储在节点 dictEntry 中，其中 key 和 value 都是一个 redisObject 结构体对象，只不过 key 总是一个字符串类型的对象，value 则可能是任意一种数据类型的对象。 redisObject 结构体定义在 server.h 。

typedef struct dictEntry {
    void *key; /* key 关键字定义 */
    union {
        void *val; /* value 定义 */
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
    struct dictEntry *next; /* 指向下一个键值对节点 */
} dictEntry;

7.redisObject

一定要注意一点：key和value都是redisObject类型，只不过key的type永远等于OBJ_STRING，也就是我们说的字符串类型，同时*ptr指针也是指向存储真实key数据的字符串。

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;/* 对象的类型，包括：OBJ_STRING、OBJ_LIST、OBJ_HASH、OBJ_SET、OBJ_ZSET */
    unsigned encoding:4;/* 具体的数据结构 */
    unsigned lru:LRU_BITS; /* 24 位，对象最后一次被命令程序访问的时间，与内存回收有关 */
    int refcount;/* 引用计数。当 refcount 为 0 的时候，表示该对象已经不被任何对象引用，则可以进行垃圾回收了*/
    void *ptr;/* 指向对象实际的数据结构 */
} robj;

至此，我们就从外到内大概过了一些redis的数据结构，相信此时大家已经对Redis的数据结构有了一个宏观上的认知，接下来的几篇，我们来分析Redis可以存储的不同的数据类型。