Redis底层核心对象RedisObject源码分析

1. redis底层数据结构

redis 6数据结构和底层数据结构的关系

String类型本质是SDS动态字符串，即redis层面的数据结构底层会有对应的数据结构实现，上面是redis 6之前的实现

redis 7数据结构和底层数据结构的关系

Redis 7和6之间的关系就是压缩列表不见了，然后引入了listpack这个数据结构（紧凑列表）。

redis 7新特性：

2. 插入KV底层源码流程分析

例如我们插入下面一对kv

set hello word

可以看到hello的类型是String

我们看一下key的底层编码

object encoding hello

为什么key是String类型，底层却在操作一个什么embstr类型？

set hello word，因为redis是kv键值对的数据库，每个键值对都会有一个dictEntry，里面指向了key和value的指针，next指向下一个dictEntry，key是字符串，但是redis没有直接使用C的字符数组来表示字符串，而是存储在redis自定义SDS中。value既不是直接作为字符串存储，也不是存储在SDS中，而是存储在redisObject中，实际上常用五种数据类型的任意一种，都是通过redisObject来存储的。

struct redisObject {
    //对象的类型
    unsigned type:4;
    //具体的数据结构
    unsigned encoding:4;
    //最近最少使用，用于内存淘汰
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                            * LFU data (least significant 8 bits frequency
                            * and most significant 16 bits access time). */
                            * //
    //引用计数，用于c的垃圾回收
    int refcount;
    //真正指向value的实际数据结构
    void *ptr;
};

为了便于操作，redis采用了redisObject结构来统一五种不同的数据类型，这样所有的数据类型都可以以相同的形式在函数之间传递，而不使用特定的类型结构。同时，为了识别不同的数据类型，redisObject定义了type和encoding字段对不同的数据类型加以区别。简单来说，redisObject就是String、hash、list、set、zset的父类（但是c中没有类的说法，因为它是面向结构的编程语言），可以在函数间隐藏具体的类型信息，所以作者抽象redisObject结构来达到目的。

type：表示value具体的数据类型

encoding：表示该类型的物理编码，同一种数据结构就有多种不同的编码，如上面的embstr就是字符串的一种编码方式（String的编码方式有3种：int、emstr和raw）

#define OBJ_ENCODING_RAW 0     /* Raw representation */
#define OBJ_ENCODING_INT 1     /* Encoded as integer */
#define OBJ_ENCODING_HT 2      /* Encoded as hash table */
#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3  /* No longer used: old hash encoding. */
#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* No longer used: old list encoding. */
#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5 /* No longer used: old list/hash/zset encoding. */
#define OBJ_ENCODING_INTSET 6  /* Encoded as intset */
#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7  /* Encoded as skiplist */
#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8  /* Embedded sds string encoding */
#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9 /* Encoded as linked list of listpacks */
#define OBJ_ENCODING_STREAM 10 /* Encoded as a radix tree of listpacks */
#define OBJ_ENCODING_LISTPACK 11 /* Encoded as a listpack */

lru：表示当内存超限时采用lru算法清除内存中的对象

refcount：表示对象的引用计数（有点类似JVM中垃圾收集的引用计数法）

ptr：指向value真正底层的数据结构

• 各个类型的数据结构和编码映射的定义

// object.c文件中
char *strEncoding(int encoding) {
    switch(encoding) {
    case OBJ_ENCODING_RAW: return "raw";
    case OBJ_ENCODING_INT: return "int";
    case OBJ_ENCODING_HT: return "hashtable";
    case OBJ_ENCODING_QUICKLIST: return "quicklist";
    case OBJ_ENCODING_LISTPACK: return "listpack";
    case OBJ_ENCODING_INTSET: return "intset";
    case OBJ_ENCODING_SKIPLIST: return "skiplist";
    case OBJ_ENCODING_EMBSTR: return "embstr";
    case OBJ_ENCODING_STREAM: return "stream";
    default: return "unknown";
    }
}

我们再看一个set hello word，然后我们使用Debug Object key，这是redis的一个调试命令，它不应该被客户端使用。我们直接使用回报错

我们需要修改配置开启本地调试，可以使用修改redis的配置文件来设置这个选项：

• value at：内存地址
• refcount：引用次数
• encoding：物理编码
• serializedlength：序列化后的长度（注意这里的长度是序列化后的长度，保存为rdb文件时使用了该算法，不是真正存储在内存中的大小），会对字符串做一些可能的压缩以便底层优化
• lru：记录最近使用的时间戳
• lru_seconds_idle：空闲时间