定義
在自定義的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，redis 通過(guò) redisObject 封裝整合成了對(duì)外暴露的5中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 首先看看 redisObject 的定義：
#define LRU_BITS 24
typedef struct redisObject { // redis對(duì)象
unsigned type:4; // 類型,4bit
unsigned encoding:4; // 編碼,4bit
unsigned lru:LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */ // 24bit
int refcount; // 引用計(jì)數(shù)
void *ptr; // 指向各種基礎(chǔ)類型的指針
} robj;
其中 type 用于標(biāo)識(shí) string、hash、list、set、zset 五種數(shù)據(jù)類型、encoding 用于標(biāo)識(shí)底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通過(guò)這兩個(gè)字段的組合，同一種數(shù)據(jù)類型也有多種實(shí)現(xiàn)方式，一個(gè)完整的映射關(guān)系如下表：
- lru 用于保存對(duì)象的LRU時(shí)鐘
- refcount 為對(duì)象的引用計(jì)數(shù)，redisObject都是通過(guò)簡(jiǎn)單的引用計(jì)數(shù)法進(jìn)行垃圾回收
- ptr 保存了指向各種底層數(shù)據(jù)實(shí)例的指針
對(duì)象創(chuàng)建
obj *createObject(int type, void *ptr) { // 創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象
robj *o = zmalloc(sizeof(*o));
o->type = type;
o->encoding = OBJ_ENCODING_RAW;
o->ptr = ptr;
o->refcount = 1;
/* Set the LRU to the current lruclock (minutes resolution). */
o->lru = LRU_CLOCK(); // LRU時(shí)鐘
return o;
}
基礎(chǔ)的創(chuàng)建對(duì)象函數(shù)很簡(jiǎn)單，申請(qǐng)一個(gè)object的空間，記錄type和具體數(shù)據(jù)的指針，并將引用計(jì)數(shù)置1。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型 redis 又封裝了不同的函數(shù)
對(duì)象銷毀
redis 采用了簡(jiǎn)單的引用計(jì)數(shù)，通過(guò)redisObject結(jié)構(gòu)體中的refcount對(duì)對(duì)象的引用進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)就將對(duì)象銷毀。
- 當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象時(shí)，引用計(jì)數(shù)會(huì)被初始化為1
- 當(dāng)對(duì)象被重復(fù)使用時(shí)，會(huì)對(duì)引用計(jì)數(shù)進(jìn)行加一
- 當(dāng)對(duì)象不再被使用時(shí)，會(huì)對(duì)引用計(jì)數(shù)進(jìn)行減一
- 引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，對(duì)象所占的內(nèi)存你會(huì)被釋放
void decrRefCount(robj *o) { // 引用計(jì)數(shù)減一
if (o->refcount <= 0) serverPanic("decrRefCount against refcount <= 0");
if (o->refcount == 1) { // 當(dāng)引用計(jì)數(shù)為1的時(shí)候直接釋放
switch(o->type) {
case OBJ_STRING: freeStringObject(o); break;
case OBJ_LIST: freeListObject(o); break;
case OBJ_SET: freeSetObject(o); break;
case OBJ_ZSET: freeZsetObject(o); break;
case OBJ_HASH: freeHashObject(o); break;
default: serverPanic("Unknown object type"); break;
}
zfree(o);
} else {
o->refcount--;
}
}
redis 的引用計(jì)數(shù)十分簡(jiǎn)單，沒(méi)有PHP等語(yǔ)言引用計(jì)數(shù)的復(fù)雜染色機(jī)制。主要是因?yàn)樗袑?duì)象都是由 redis 自己創(chuàng)建和維護(hù)的，不會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的循環(huán)引用場(chǎng)景。
共享對(duì)象
在 redis 中有一種特殊的對(duì)象，在server初始化的時(shí)候創(chuàng)建很多常用的數(shù)據(jù)，用于全局共享。這部分?jǐn)?shù)據(jù)不會(huì)被銷毀，主要用于server的各種運(yùn)行標(biāo)識(shí)和用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。從而起到節(jié)省內(nèi)存目的，比滿大街的破銅爛鐵不知道高到哪里去。
例如在string對(duì)象中，在創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字時(shí)，會(huì)判斷是否在shared.integers的范圍中，如果命中就不進(jìn)行對(duì)象創(chuàng)建，直接使用對(duì)應(yīng)的共享對(duì)象，并將引用計(jì)數(shù)加一
if ((server.maxmemory == 0 ||
!(server.maxmemory_policy & MAXMEMORY_FLAG_NO_SHARED_INTEGERS)) &&
value >= 0 &&
value < OBJ_SHARED_INTEGERS)
{ // 使用shared數(shù)據(jù)，節(jié)省內(nèi)存
decrRefCount(o); // 銷毀之前創(chuàng)建的字符串對(duì)象
incrRefCount(shared.integers[value]); // 共享對(duì)象引用計(jì)數(shù)加一
return shared.integers[value]; // 返回共享對(duì)象
}
shared.integers的默認(rèn)范圍為0-9999
#define OBJ_SHARED_INTEGERS 10000
for (j = 0; j < OBJ_SHARED_INTEGERS; j++) {
shared.integers[j] =
makeObjectShared(createObject(OBJ_STRING,(void*)(long)j));
shared.integers[j]->encoding = OBJ_ENCODING_INT;
}
除了用于共享存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的shared.integers，還有很多用于redisServer運(yùn)行的字符串常量
shared.crlf = createObject(OBJ_STRING,sdsnew("\r\n"));
shared.ok = createObject(OBJ_STRING,sdsnew("+OK\r\n"));
shared.err = createObject(OBJ_STRING,sdsnew("-ERR\r\n"));
可以自行查看server.c中的createSharedObjects函數(shù)。
LRU
redisObject中的lru屬性專門(mén)用來(lái)記錄對(duì)象的被訪問(wèn)情況，lru保存了最近一次對(duì)象被正常訪問(wèn)的時(shí)間：
#define LRU_BITS 24
typedef struct redisObject { // redis對(duì)象
// ...
unsigned lru:LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */
// ...
} robj;
如果 redis 設(shè)定了maxmemory數(shù)值，且maxmemory-policy設(shè)置為allkeys-lru或volatile-lru時(shí)，redis 會(huì)根據(jù)對(duì)象中的lru屬性對(duì)DB中的數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰。
在每次正常訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)，都會(huì)更新對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的lru時(shí)鐘
robj *lookupKey(redisDb *db, robj *key, int flags) { // 從DB中查找對(duì)應(yīng)key
dictEntry *de = dictFind(db->dict,key->ptr);
if (de) { // 如果存在
robj *val = dictGetVal(de);
if (server.rdb_child_pid == -1 &&
server.aof_child_pid == -1 &&
!(flags & LOOKUP_NOTOUCH))
{ // 當(dāng)有rdb和aof子進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)，不進(jìn)行l(wèi)ru更新
val->lru = LRU_CLOCK(); // 更新lru時(shí)間
}
return val;
} else {
return NULL;
}
}
object命令比較特殊，這個(gè)命令可以查看key對(duì)應(yīng)的對(duì)象的狀態(tài)：引用計(jì)數(shù)、編碼和lru時(shí)鐘和系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)差。這個(gè)命令在訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)候并不會(huì)更新lru時(shí)鐘，因?yàn)槠渲苯訉?duì)DB進(jìn)行查找操作，并沒(méi)有通過(guò)db.c封裝的函數(shù)進(jìn)行訪問(wèn)。
void objectCommand(client *c) { // object操作對(duì)應(yīng)的函數(shù)
robj *o;
if (!strcasecmp(c->argv[1]->ptr,"refcount") && c->argc == 3) { // 獲取對(duì)象的引用計(jì)數(shù)
if ((o = objectCommandLookupOrReply(c,c->argv[2],shared.nullbulk))
== NULL) return;
addReplyLongLong(c,o->refcount);
} else if (!strcasecmp(c->argv[1]->ptr,"encoding") && c->argc == 3) { // 獲取對(duì)象的編碼
if ((o = objectCommandLookupOrReply(c,c->argv[2],shared.nullbulk))
== NULL) return;
addReplyBulkCString(c,strEncoding(o->encoding));
} else if (!strcasecmp(c->argv[1]->ptr,"idletime") && c->argc == 3) { // 獲取對(duì)象lru和系統(tǒng)lru時(shí)間的差值
if ((o = objectCommandLookupOrReply(c,c->argv[2],shared.nullbulk))
== NULL) return;
addReplyLongLong(c,estimateObjectIdleTime(o)/1000);
} else {
addReplyError(c,"Syntax error. Try OBJECT (refcount|encoding|idletime)");
}
}
robj *objectCommandLookup(client *c, robj *key) { // 從DB中查找對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象
dictEntry *de;
if ((de = dictFind(c->db->dict,key->ptr)) == NULL) return NULL; // 直接查找db
return (robj*) dictGetVal(de);
}
robj *objectCommandLookupOrReply(client *c, robj *key, robj *reply) { // 獲取object，如果不存在reply
robj *o = objectCommandLookup(c,key);
if (!o) addReply(c, reply);
return o;
}
