Redis设计与实现读书笔记一

第一部分 数据结构与对象

• Redis 是键值数据库。键通常是字符串对象，值有五种可能的对象：字符串，列表，哈希，集合，有序集合。第一部分是介绍这五种对象，剖析其底层数据结构，以及该数据结构对其功能和性能的影响
• Redis 是由 C 语言编写，所以出现的源码皆为 C 语言，其他语言会另外声明。

1. 简单动态字符串（simple dynamic string，SDS）

• Redis 中的 string 对象是根据 Redis 的功能专门设计的，没有直接使用 C 字符串。SDS 会被用作字符串对象的底层实现。SDS 定义如下。

• 这样设计有什么好处呢？

  1. 比 C 字符串更快获取长度
  2. C 字符串在拼接的时候可能出现缓冲区溢出的问题，而 SDS 结构的 API 会检查 free 字段的值，看是否需要扩展缓冲区。这就避免了缓冲区溢出问题
  3. Redis 作为数据库，在设计的时候，一定是假设数据会被经常访问和修改。那 C 字符串在 append 和 trim 的过程中会触发内存重分配。添加 length 和 free 字段可以有效减少内存重分配的压力。Redis 有一套机制。总的来说就是 append 的时候预留空间，trim 的时候不急着归还内存，以备不时之需。具体的数值自行查阅原文或其他相关资料。
  4. 在保存图像，音频等二进制数据的时候，C 字符串只能胜任保存文本数据，SDS 会以处理二进制的方式处理 buf 数组的数据。例如，SDS 使用 len 属性判断字符串是否结束，而不是空字符串。
  5. 此外 SDS 还被设计成兼容部分 C 字符串的函数，避免了重复造轮子。

2. 链表

• C 语言没有内置链表，Redis 在开发的过程中构建了自己的链表实现。此处的链表跟数据结构课上讲到的链表无太大区别。Node 定义如下。

• NodeList 定义如下。

• 相对应的，Redis 的设计者们给链表设计了丰富的 API。
• 链表在 Redis 中的实际应用：列表键，发布和订阅，慢查询，监视器等