Redis底层数据结构解密？
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我可男可女可攻可受！
2024-06-23 17:01:22
很多 redis 的使用者都可以清晰明白的道出Redis中常用的对象如string、list、hash、set、zset,一些场景比较丰富的使用者可能会说布隆过滤器、geo、Hash等。但是对于这些对象底层实现的数据结构却是知之甚少,将会详细阐述redis中的底层数据结构。为了弥补大家的创伤，今天分享Redis底层数据结构内容。
二：SDS
string作为redis中常用对象之一,普遍用于用户信息缓存等场景。当string对象中encoding编码为embstr或raw时都是采用sds作为其底层实现
2.1 SDS结构
源码文件位于redis安装目录src下的sds.h,sds声明了五种头部类型,分别为sdshdr5、sdshdr8、sdshdr16、sdshdr32、sdshdr64。根据字符串长度创建不同头部的sds实例
struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
uint8_t len;
uint8_t alloc;
unsigned char flags;
char buf[];
};
属性名称作用含义
len字符串长度
alloc预分配空间大小
flags低三位用于表示sds类型,可以查看sds.h文件76-82行定义
buf[]存储字符串用数组
2.2 SDS与C字符串区别
区别描述
长度计算 c中的字符串长度计算需要数组遍历,但是redis中的sds自身维护了len属性。所以O(1)时间复杂度即可
缓冲区溢出c中字符串更改如果未提前做好内存分配则会内存溢出,但是sds则会根据alloc与len计算预留内存是否足够分配重新申请内存
动态扩展 缓冲区溢出已经阐述这个概念,sds的内存空间会在字符串内容变更时自动扩展计算。策略为当字符换小于1M时*2翻倍,大于1M时每次扩容1M
惰性释放 与空间预分配相似操作的还有内存惰性释放,即字符串删除某些内容后所占用的内存空间并不会立即释放,后续字符串变更扩展就无需再申请内存
二：ZipList
ziplist可以说把redis对于内存的极致操作体现的淋漓尽致,链表除了节点值之外还需要维护前后节点两个指针,并且还会造成内存碎片。压缩列表紧凑的内存布局,所有节点都维护在整块内存中处理
2.1 ZipList结构
属性名称作用含义
zlbytes列表健占用内存的总字节数,在对列表健内存重分配或者是计算zlend的时候使用
zltail 指向压缩列表起始地址的指针
zllen 压缩列表的节点数量
entry压缩列表保存的节点数据
zlend压缩列表的尾节点
2.2 Entry节点结构
属性名称作用含义
previous_entry_length 字节为单位记录上一个节点的长度,如果上一个字节长度小于254占用1字节。大于254占用5字节,第一个字节设置为OxFE(十进制254),后面四个字节储存长度
encoding 记录content记录的数据类型以及长度。长度一、二、五字节,值的最高位为00、01、10表示类型为字节数组,长度使用除去最高位的其它位记录。11开头表示储存整数,除去最高位其他位置表示content数据长度
content 记录压缩列表记录的数据
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