Redis分析

Redis是一种NoSQL的基于内存的key-value数据库。数据存储在内存和硬盘上,Redis周期性把更新数据写入磁盘,把修改操作写入追加记录文件中。

很巧的是,知乎的日志系统kids pub/sub pattern is ported from Redis。另外,强烈推荐Redis设计与实现,图文并貌,讲解清楚。另,另外,Redis是典型的Server-client系统,看完_APUE_之后看单机数据库的实现理解会更加深刻。


##安装配置##

  1. 官网下载源码。

2.解压后进入目录make即可。

/src下的redis-server和redis-cli分别是服务器和客户端应用程序,可直接调用。运行命令到用户bin目录下方便调用:

cp src/redis-* /usr/local/bin

服务器运行界面如下: 图片

客户端运行如下: 图片


##数据类型## Redis一共有五种数据类型:string,hash,list,set,zset。

string由sds.h/sds.c表示:

typedef char *sds;
//结构提定义,len为数组长度,free为空闲大小。
struct sdshdr {
    unsigned int len;
    unsigned int free;
    char buf[];
};

//内存向高地址增长,s是字符数组实际位置。得到结构体首地址,然后运算符取得string大小。
static inline size_t sdslen(const sds s) {
    struct sdshdr *sh = (void*)(s-(sizeof(struct sdshdr)));
    return sh->len;
}

启动redis-server和redis-cli,在redis-cli中输入:

127.0.0.1:6379> SET book "Advanced Programming in the UNIX Environment"

可以将book的键值设为string类型。

127.0.0.1:6379> GET book

"Advanced Programming in the UNIX Environment"

list由adlist.h/adlist.c表示:

//可见list是一个双向链表
typedef struct listNode {
    struct listNode *prev;
    struct listNode *next;
    void *value;
} listNode;

//遍历迭代器
typedef struct listIter {
    listNode *next;
    int direction;
} listIter;

//定义一个head和tail,把list放在中间。
typedef struct list {
    listNode *head;
    listNode *tail;
//典型的函数指针,同OOP成员函数
    void *(*dup)(void *ptr);
    void (*free)(void *ptr);
    int (*match)(void *ptr, void *key);
    unsigned long len;
} list;

match采用遍历,算法复杂度为0(n)。对比LRU缓存机制应用hashmap的0(1)算法。

在redis-cli中输入:

127.0.0.1:6379> RPUSH brands Apple Microsoft Google

即可为brands设置list类型的键值。

127.0.0.1:6379> Lpop brands

"Apple"

hash由dict.h/dict.c表示:

typedef struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
        double d;
    } v;
    struct dictEntry *next;
} dictEntry;

typedef struct dictht {
    dictEntry **table;
    unsigned long size;
    unsigned long sizemask;
    unsigned long used;
} dictht;

typedef struct dictType {
    unsigned int (*hashFunction)(const void *key);
    void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
    void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
    int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
    void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
    void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
} dictType;

typedef struct dict {
    dictType *type;
    void *privdata;
    dictht ht[2];
    long rehashidx; 
    int iterators; 
} dict;

这么复杂的数据结构借助一张图可以清晰的捋清楚。 图片

在redis-cli中输入:

127.0.0.1:6379> HSET cookbook type "source code analysis"

127.0.0.1:6379> HSET cookbook name "The design and implementation of Redis"

127.0.0.1:6379> HSET cookbook release-date "2013.3.8"

127.0.0.1:6379> HGETALL cookbook

1) "type"

2) "source code analysis"

3) "name"

4) "The design and implementation of Redis"

5) "release-date"

6) "2013.3.8"

hash类型键值的底层实现是hash表,hash表的常用寻址算法举例参见[3]。


##Reference## [1].http://my.oschina.net/lvyi/blog/361141

[2].http://redisbook.readthedocs.org/en/latest/internal/redis.html

[3].http://my.oschina.net/lvyi/blog/327314



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