簡介
Redis 使用物件存盤資料庫中的鍵和值，每當在 Redis 中創建一個新的鍵值對時，都會創建兩個物件：一個是鍵物件，另一個是值物件，
其中，Redis 的每種物件都由物件結構和對應編碼的資料結構組合而成，而每種物件型別對應若干編碼方式，不同編碼方式對應的底層資料結構也會有所不同，
資料庫結構
Redis 服務器的資料庫都保存在 redisServer 的 db 陣列中，陣列中的每個項都是 redisDb 結構，每個 redisDb 結構代表一個資料庫，
下面是部分 redisServer 結構：
struct redisServer {
redisDb *db; // 保存資料庫的陣列
int dbnum; // 服務器的資料庫數量
// ...
};
其中，初始化服務器時，會根據 dbnum 的值決定創建多少個資料庫，默認情況下，dbnum 的值是 16，
切換資料庫
默認情況下，Redis 客戶端的目標資料庫是 0 號資料庫，但是客戶端可以使用 SELECT 命令切換目標資料庫，
需要注意的是，Redis 現在沒有向客戶端回傳目標資料庫的命令，對資料庫進行誤操作極易出現不符合預期的情況，尤其是像 FLUSHDB 這樣的命令，
比較好的做法是盡量少地在代碼中切換資料庫，即使是在命令列操作，也盡量顯式地切換到指定的資料庫，然后再執行命令，
資料庫鍵空間
每一個資料庫中都存盤了一個字典，這個字典存盤了資料庫中的所有鍵值對，這個字典又被稱為鍵空間，
所有對資料庫中鍵值對的增刪查改操作，實際上都是在操作鍵空間字典，
只是，由于資料庫可以存盤多種不同的資料結構型別，這些增刪查改操作，都會使用對應資料結構提供的函式執行，
讀寫鍵空間的維護操作
當使用 Redis 命令對鍵空間字典進行讀寫操作時，服務器不僅會執行這些讀寫操作，還會做一些維護性的操作，提高 Redis 的可用性，其中包括：
- 讀取一個鍵時，服務器會根據鍵是否存在來更新鍵空間命中次數和不命中次數
- 讀取到一個鍵之后，服務器會更新這個鍵的
lru屬性 - 如果服務器讀取到鍵之后，發現這個鍵已經過期，會先洗掉這個鍵，再執行后續的操作
- 如果有客戶端使用
WATCH命令監視這個鍵，服務器修改這個鍵之后，會將這個鍵標記為 dirty 狀態 - 服務器每次修改一個鍵之后，都會對臟計數器的值增 1，這個計數器會觸發服務器的持久化或復制操作
- 如果服務器開啟了通知功能，那么對這個鍵做修改操作之后，服務器將按配置發送對應的資料庫通知
型別與編碼
Redis 中的每個物件都是由一個 redisObject 結構表示，其結構如下：
typedef struct redisObject {
unsigned type:4; // 型別
unsigned encoding:4; // 編碼
unsigned lru:LRU_BITS; // 記錄最后訪問的時間
int refcount; // 參考計數
void *ptr; // 指向底層實作資料結構的指標
} robj;
其中 type、encoding 和 ptr 是最重要的三個屬性，
資料型別
物件的 type 屬性記錄了資料結構的型別，它總是以下列舉值之一：
REDIS_STRINGREDIS_LISTREDIS_HASHREDIS_SETREDIS_ZSET
物件編碼
物件的 encoding 屬性記錄了 ptr 指標指向物件的編碼方式，它總是以下列舉值之一：
OBJ_ENCODING_RAWOBJ_ENCODING_INTOBJ_ENCODING_HTOBJ_ENCODING_ZIPMAPOBJ_ENCODING_LINKEDLISTOBJ_ENCODING_ZIPLISTOBJ_ENCODING_INTSETOBJ_ENCODING_SKIPLISTOBJ_ENCODING_EMBSTROBJ_ENCODING_QUICKLISTOBJ_ENCODING_STREAM
通過使用 encoding 屬性設定物件的編碼方式，而不是使用固定編碼，這樣極大地提高了 Redis 的靈活性和效率，也方便 Redis 針對不同的場景選擇不同的編碼，針對性地做優化，
物件指標
物件的 ptr 屬性是一個指標，指向實際保存值的資料結構，
空轉時間
物件的 lru 屬性記錄了物件最后一次被命令程式訪問的時間，空轉時間指的是當前時間減去 lru 屬性得到的時長，即未被訪問的時長，
鍵的空轉時間在記憶體回收演算法是 volatile-lru 或 allkeys-lru 時使用到，當服務器占用的記憶體超過了 maxmemory 之后，空轉時長較高的那部分鍵會優先被服務器釋放，從而回收記憶體，
命令執行流程
Redis 中用于操作鍵的命令分為兩類：任何型別的鍵都可以執行的命令、針對特定型別的鍵可執行的命令，例如 DEL、EXPIRE 等命令屬于前者，SET、HSET 等命令屬于后者，
針對特定型別的鍵的執行命令，執行前需要檢查鍵的型別，確定當前鍵是否可執行當前命令，
在 Redis 中，一個資料型別有可能對應多個編碼方式，在檢查完鍵的型別之后，還需要根據資料型別的不同編碼進行多型處理，
因此，當處理一個特定型別命令的時候，執行的步驟如下：
- 根據給定的 key 名稱，在資料庫字典中查找相對應的 Redis 物件，如果沒有找到，回傳
NULL值 - 檢查 Redis 物件中的
type屬性和執行命令所需的型別是否相符，如果不相符，回傳型別錯誤 - 根據 Redis 物件中的
encoding屬性選擇合適的操作函式來處理底層資料結構 - 將操作函式的回傳值作為命令請求的回應回傳給客戶端
物件共享
目前，為了解決重復分配的麻煩，Redis 會在初始化服務器時創建一萬個字串物件，這些物件包含了從 0 到 9999 的所有整數值，當服務器需要用到值為 0 到 9999 的字串物件時，服務器就會使用這些共享物件，而不是創建新的物件，
盡管共享更復雜的物件可以節約更多的記憶體，但受到 CPU 時間的限制，Redis 只對包含整數值的字串物件進行共享，
需要注意的是，共享物件只能被字典和雙向鏈表這類能帶有指標的資料結構使用，
記憶體回收
因為 C 語言并不具備自動記憶體回收功能，所以 Redis 在自己的物件系統中構建了一個參考計數技術實作記憶體回識訓制，通過這個記憶體回識訓制，Redis 可以通過物件的參考計數資訊，在適當的時候自動釋放物件并進行記憶體回收，
物件的參考計數資訊通過 refcount 屬性記錄，其使用如下：
- 當創建新物件時，參考計數的值會初始化為
1 - 當這個物件被共享時，參考計數的值會自增
- 當使用完一個物件后，或者消除對這個物件的參考之后，參考計數的值會自減
- 當物件的參考計數值變為
0時，物件所占用的記憶體會被釋放
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標籤：NoSQL