Redis整体数据存储说明

2020-04-30

很多时候我们总是有些疑问我们经常提到的redis五种基本类型是如何存储的，redis是如何管理key的，本节我们讨论下redis的数据库存储。

1、数据库

Redis服务器将所有数据库都保存在server.h/redisServer结构的db数组中，db数组的每一项都是一个server.h/redisDb结构，每个redisDb结构代表一个数据库。

struct redisServer {
	// ...
	//数组，保存着服务器中的所有的数据库
    redisDb *db;
    //服务器的数据库数量，默认情况下是16
    int dbnum;                      /* Total number of configured DBs */
    // ...
}

Redis服务器默认会创建16个数据库

Redis是一个键值对数据库服务器，每个数据库都由一个server.h/redisDb结构,其中redisDb结构的dict字典中保存数据库中的所有的键值对。

typedef struct redisDb {
    //数据库的键空间，保存数据库中的所有的键值对
    dict *dict;                 /* The keyspace for this DB */
    //过期字典，保存着键的过期时间
    dict *expires;              /* Timeout of keys with a timeout set */
    dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP)*/
    dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */
    dict *watched_keys;         /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */
    int id;                     /* Database ID */
    long long avg_ttl;          /* Average TTL, just for stats */
    unsigned long expires_cursor; /* Cursor of the active expire cycle. */
    list *defrag_later;         /* List of key names to attempt to defrag one by one, gradually. */
} redisDb;

键空间的键也是数据库的键，每一个键都是一个字符串对象。

键空间的值也是数据库的值，每一个值可以是字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象等等。

那我们知道了dict中存储了当前数据库的所有的键值对，那么我们具体看下dict的数据结构

dict我们会在后面的章节中重点介绍，我们本节重点就是分析键值的存储。

dict->dictht->dictEntry 这个才是真正存储键值的实体，

typedef struct dictEntry {
    // 键
    void *key;
    // 值
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;
    // 指向下个哈希表节点，形成链表
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

我们看到key和val都是一个指针，就是我们经常说的redis的基础类型，字符串、字典、链表等等都是redisObject

typedef struct redisObject {
	//类型
    unsigned type:4;
    //编码
    unsigned encoding:4;
    //指向底层实现数据结构的指针
    void *ptr;
    //....
} robj;

属性	说明
type	常量，记录对象的类型如：REDIS_STRING(字符串)、REDIS_LIST(列表)、REDIS_HASH(哈希)、REDIS_SET(集合)、REDIS_ZSET(有序集合)；对于Redis数据库保存的键值对来说，键一定是字符串对象，值字符串、列表、哈希等其他类型
encoding	常量，记录底层真正的实现的数据结构，如：REDIS_ENCODING_EMBSTR(embstr编码的简单动态字符串)、REDIS_ENCODING_RAW(简单动态字符串）、REDIA_ENCODING_ZIPLIST(压缩列表)、REDIS_ENCODING_LINKEDLIST(双端链表)等；REDIS_ENCODING_EMBSTR和REDIS_ENCODING_RAW这两个都表示字符串
ptr	指向底层实现数据结构的指针

每一种类型（type）的对象都至少使用了两种不同的编码。

我们可以通过object encoding命令查看数据库键的值对象的编码。

同样是设置的字符串但是发现底层编码不一致，后面章节我们会具体分析在不同的情况下使用的底层结构也不一样。

下面就是完整的数据存储到Redis中的存储结构：

2、键的过期

数据库中的键也可以设置过期时间，因为这个也是和数据库的底层设计有关，我们一起讲解

我们在上面介绍过redisDb结构中有一个expires字典保存了键的过期时间，该字典保存了当前数据库的所有的过期的键的值。

本文作者： 顾明训
本文链接： https://www.itzones.cn/2020/04/30/Redis整体数据存储说明/
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