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引領(lǐng)NoSQL未來：Redis編碼結(jié)構(gòu)分析
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Redis是一個高性能的開源NoSQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，常用于緩存、聊天室、實時排行榜等實時應(yīng)用場景。作為NoSQL領(lǐng)域的先鋒之一，Redis在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼方式等方面都有獨到之處，本文將對Redis的編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。
Redis支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，包括字符串、哈希表、鏈表、集合、有序集合等。每種數(shù)據(jù)類型都有對應(yīng)的編碼方式，以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)操作場景。下面以字符串類型為例，介紹Redis的編碼結(jié)構(gòu)。
字符串類型
Redis的字符串編碼方式有兩種，分別是int編碼和raw編碼。當(dāng)字符串內(nèi)容符合整型類型時，Redis會采用int編碼方式，否則采用raw編碼方式。
int編碼
當(dāng)字符串內(nèi)容為數(shù)字類型時，Redis將該數(shù)字對應(yīng)的字節(jié)序列存儲于redisObject結(jié)構(gòu)體的ptr指針中，并將type字段設(shè)為REDIS_STRING，encoding字段設(shè)為REDIS_ENCODING_INT。這種編碼方式能夠節(jié)約內(nèi)存空間以及提高性能，因為在進(jìn)行數(shù)字計算時，無需進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，直接讀取將該內(nèi)存地址上的字節(jié)序列中的數(shù)據(jù)即可。
以下是int編碼的示例代碼：
struct redisObject {
//...
char *ptr;
//...
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
};
robj *createIntObject(int value) {
//創(chuàng)建redisObject
robj *o = createObject(REDIS_STRING,NULL);
//分配4字節(jié)內(nèi)存空間
o->ptr = zmalloc(sizeof(long));
//將整型值value寫入o->ptr所指向的內(nèi)存空間中
*((int*)o->ptr) = value;
//將o的encoding字段設(shè)為REDIS_ENCODING_INT
o->encoding = REDIS_ENCODING_INT;
return o;
}
raw編碼
當(dāng)字符串內(nèi)容非整型類型時，Redis將該字符串對應(yīng)的字節(jié)序列以及字符長度存儲在redisObject結(jié)構(gòu)體的ptr指針和len字段中，并將type字段設(shè)為REDIS_STRING，encoding字段設(shè)為REDIS_ENCODING_RAW。這種編碼方式會占用較多的內(nèi)存空間，但可以規(guī)避數(shù)字類型轉(zhuǎn)換時可能帶來的精度問題。
以下是raw編碼的示例代碼：
struct redisObject {
//...
char *ptr;
int len;
//...
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
};
robj *createRawStringObject(char *ptr, size_t len) {
//創(chuàng)建redisObject
robj *o = createObject(REDIS_STRING,NULL);
//將str字符串及其長度寫入o->ptr和o->len中
o->ptr = zmalloc(len+1);
memcpy(o->ptr, ptr, len);
o->ptr[len] = '\0';
o->len = len;
//將o的encoding字段設(shè)為REDIS_ENCODING_RAW
o->encoding = REDIS_ENCODING_RAW;
return o;
}
總結(jié)
通過對Redis字符串類型的編碼結(jié)構(gòu)分析，我們能夠看到Redis在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的精妙思想，以及對性能和內(nèi)存使用的考慮。同時，我們也可以從中獲得編寫高性能、高質(zhì)量代碼的經(jīng)驗和啟示。
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網(wǎng)站名稱：引領(lǐng)NoSQL未來Redis編碼結(jié)構(gòu)分析（redis編碼結(jié)構(gòu)）
文章轉(zhuǎn)載：http://www.dlmjj.cn/article/dphoisg.html
