一、Redis简介
Redis是一个开源的内存数据结构存储系统,可以用作数据库、缓存、消息队列等。Redis支持多种数据类型,包括字符串、哈希、列表、集合等。Redis基于C语言进行编写,运行速度非常快,并且具有很高的可靠性和可扩展性。
二、Redis结构体
Redis代码的核心部分是由各种结构体实现的。每个结构体都有对应的属性和方法,在Redis对外提供各种功能。下面是一个展示Redis结构体的例子:
typedef struct redisObject { unsigned type:4; unsigned encoding:4; unsigned lru:LRU_BITS; int refcount; void *ptr; } robj;
这是Redis中最基本的数据结构体,robj。其中,type和encoding属性指定了对象的数据类型和编码类型,lru属性则用于记录对象最后一次被使用的时间戳,refcount属性记录当前对象已被引用的次数,ptr属性则指向对象实际的数据。
三、Redis数据类型
Redis支持多种数据类型,以下是Redis支持的五种主要数据类型:
1.字符串类型
Redis的字符串数据类型是最简单也是最常用的数据类型。字符串类型可以存储任意长度的文本,也可以保存二进制数据。以下是Redis中字符串类型的定义:
typedef struct redisObject { // ... char *ptr; size_t len; } robj;
其中,ptr指向字符串的实际数据,len则记录字符串的长度。
2.哈希类型
Redis的哈希数据类型是一种无序的键值对存储类型。在Redis中,哈希类型可以用来存储对象属性、用户信息等。以下是Redis中哈希类型的定义:
typedef struct redisObject { // ... dict *ptr; } robj;
其中,ptr指向哈希表实际的数据结构dict。
3.列表类型
Redis的列表数据类型是一个由字符串组成的序列。列表类型可以用来实现队列、栈、消息队列等功能。以下是Redis中列表类型的定义:
typedef struct redisObject { // ... list *ptr; } robj;
其中,ptr指向链表实际的数据结构list。
4.集合类型
Redis的集合数据类型是一个无序的、不重复的字符串集合。集合类型可以用于存储一些无序、不重复的数据。以下是Redis中集合类型的定义:
typedef struct redisObject { // ... int encoding; void *ptr; } robj;
其中,ptr指向实际的集合实现数据结构。
5.有序集合类型
Redis的有序集合数据类型是一个字符串集合,每个字符串都有一个分数,用于排序。有序集合类型可以用于实现排行榜、统计结果等功能。以下是Redis中有序集合类型的定义:
typedef struct redisObject { // ... int encoding; void *ptr; } robj;
其中,ptr指向实际的有序集合实现数据结构。
四、Redis数据库
Redis中的数据存储在数据库中。Redis默认有16个数据库,用户可以通过选择对应的数据库来进行数据操作。以下是Redis中数据库的定义:
typedef struct redisDb { dict *dict; dict *expires; dict *blocking_keys; dict *ready_keys; dict *watched_keys; int id; long long avg_ttl; } redisDb;
其中,dict用于存储键值对,expires用于存储过期键值对,blocking_keys、ready_keys、watched_keys则用于处理阻塞操作和事务操作。id字段表示当前数据库的编号,avg_ttl表示当前数据库中所有键的平均生存时间。
五、Redis命令
Redis支持多种命令,用于对数据库进行读写操作。以下是Redis中一些常见命令的示例:
1.SET
SET命令用于将键值对存储到Redis数据库中。以下是SET命令的实现代码:
void setCommand(client *c) { robj *o; c->argv[2] = tryObjectEncoding(c->argv[2]); o = lookupKeyWrite(c->db,c->argv[1]); if (o == NULL) { o = createStringObject("",0); dbAdd(c->db,c->argv[1],o); } else { if (o->type != REDIS_STRING) { addReply(c,shared.wrongtypeerr); return; } } o->ptr = c->argv[2]->ptr; o->encoding = c->argv[2]->encoding; signalModifiedKey(c->db,c->argv[1]); server.dirty++; addReply(c,shared.ok); }
以上代码中,首先将键值对存储到Redis数据库中,然后更新数据库中对应键的值,最后返回操作结果。
2.GET
GET命令用于从Redis数据库中获取指定键对应的值。以下是GET命令的实现代码:
void getCommand(client *c) { robj *o; if ((o = lookupKeyReadOrReply(c,c->argv[1],shared.nullbulk)) == NULL) return; if (o->type != REDIS_STRING) { addReply(c,shared.wrongtypeerr); } else { addReplyBulk(c,o); } }
以上代码中,首先查询Redis数据库中是否有对应的键值对,然后判断对应值的数据类型,最后返回对应的值。
六、Redis事件处理
Redis使用epoll+多线程的方式进行事件处理。以下是Redis中事件处理的核心代码:
void aeMain(aeEventLoop *eventLoop) { eventLoop->stop = 0; while (!eventLoop->stop) { if (eventLoop->beforesleep != NULL) eventLoop->beforesleep(eventLoop); aeProcessEvents(eventLoop, AE_ALL_EVENTS); } }
其中,aeMain函数负责处理所有事件。当事件循环开始时,将设置eventLoop->stop标志为0,然后进入循环。循环中,先执行beforesleep回调函数,然后通过aeProcessEvents函数来处理所有事件。
七、结尾
以上只是Redis源码中的一部分内容,除了以上介绍的基础部分,Redis中还有很多高级功能的实现,如Pub/Sub、Lua脚本、管道等。只有深入理解Redis的源码,才能在实际开发中更好地使用Redis,并发挥其的最大效能。