其实,Redis 的每种对象都有对象结构与对应编码的数据结构组合而成,进阶 Redis 就需要从它的对象机制开始.
Redis 使用对象存储数据库中的键和值,每当在 Redis 中创建一个新的键值对时,都会创建两个对象：一个是键对象,另一个是值对象.
其中,Redis 的每种对象都由对象结构和对应编码的数据结构组合而成,而每种对象类型对应若干编码方式,不同编码方式对应的底层数据结构也会有所不同.
Redis 服务器的数据库都保存在 redisServer 的 db 数组中,数组中的每个项都是 redisDb 结构,每个 redisDb 结构代表一个数据库.
下面是部分 redisServer 结构：
struct redisServer {
// ...
};
比较好的做法是尽量少地在代码中切换数据库,即使是在命令行操作,也尽量显式地切换到指定的数据库,然后再执行命令.
每一个数据库中都存储了一个字典,这个字典存储了数据库中的所有键值对,这个字典又被称为键空间.
所有对数据库中键值对的增删查改操作,实际上都是在操作键空间字典.
只是,由于数据库可以存储多种不同的数据结构类型,这些增删查改操作,都会使用对应数据结构提供的函数执行.
当使用 Redis 命令对键空间字典进行读写操作时,服务器不仅会执行这些读写操作,还会做一些维护性的操作,提高 Redis 的可用性,其中包括：
读取一个键时,服务器会根据键是否存在来更新键空间命中次数和不命中次数
读取到一个键之后,服务器会更新这个键的 lru 属性
如果服务器读取到键之后,发现这个键已经过期,会先删除这个键,再执行后续的操作
服务器每次修改一个键之后,都会对脏计数器的值增 1,这个计数器会触发服务器的持久化或复制操作
如果服务器开启了通知功能,那么对这个键做修改操作之后,服务器将按配置发送对应的数据库通知
Redis 中的每个对象都是由一个 redisObject 结构表示,其结构如下：
typedef struct redisObject {
void *ptr; // 指向底层实现数据结构的指针
} robj;
其中 type、encoding 和 ptr 是最重要的三个属性.
对象的 type 属性记录了数据结构的类型,它总是以下枚举值之一：
REDIS_STRING
REDIS_LIST
REDIS_HASH
REDIS_SET
REDIS_ZSET
对象的 encoding 属性记录了 ptr 指针指向对象的编码方式,它总是以下枚举值之一：
OBJ_ENCODING_RAW
OBJ_ENCODING_INT
OBJ_ENCODING_HT
OBJ_ENCODING_ZIPMAP
OBJ_ENCODING_LINKEDLIST
OBJ_ENCODING_ZIPLIST
OBJ_ENCODING_INTSET
OBJ_ENCODING_SKIPLIST
OBJ_ENCODING_EMBSTR
OBJ_ENCODING_QUICKLIST
OBJ_ENCODING_STREAM
通过使用 encoding 属性设定对象的编码方式,而不是使用固定编码,这样极大地提高了 Redis 的灵活性和效率,也方便 Redis 针对不同的场景选择不同的编码,针对性地做优化.
对象的 ptr 属性是一个指针,指向实际保存值的数据结构.
对象的 lru 属性记录了对象最后一次被命令程序访问的时间.空转时间指的是当前时间减去 lru 属性得到的时长,即未被访问的时长.
键的空转时间在内存回收算法是 volatile-lru 或 allkeys-lru 时使用到,当服务器占用的内存超过了 maxmemory 之后,空转时长较高的那部分键会优先被服务器释放,从而回收内存.
Redis 中用于操作键的命令分为两类：任何类型的键都可以执行的命令、针对特定类型的键可执行的命令.例如 DEL、EXPIRE 等命令属于前者,SET、HSET 等命令属于后者.
针对特定类型的键的执行命令,执行前需要检查键的类型,确定当前键是否可执行当前命令.
在 Redis 中,一个数据类型有可能对应多个编码方式,在检查完键的类型之后,还需要根据数据类型的不同编码进行多态处理.
所以呢,当处理一个特定类型命令的时候,执行的步骤如下：
根据给定的 key 名称,在数据库字典中查找相对应的 Redis 对象,如果没有找到,返回 NULL 值
检查 Redis 对象中的 type 属性和执行命令所需的类型是否相符,如果不相符,返回类型错误
根据 Redis 对象中的 encoding 属性选择合适的操作函数来处理底层数据结构
尽管共享更复杂的对象可以节约更多的内存,但受到 CPU 时间的限制,Redis 只对包含整数值的字符串对象进行共享.
需要注意的是,共享对象只能被字典和双向链表这类能带有指针的数据结构使用.
因为 C 语言并不具备自动内存回收功能,所以 Redis 在自己的对象系统中构建了一个引用计数技术实现内存回收机制.通过这个内存回收机制,Redis 可以通过对象的引用计数信息,在适当的时候自动释放对象并进行内存回收.
对象的引用计数信息通过 refcount 属性记录,其使用如下：
当创建新对象时,引用计数的值会初始化为 1
当这个对象被共享时,引用计数的值会自增
当使用完一个对象后,或者消除对这个对象的引用之后,引用计数的值会自减
当对象的引用计数值变为 0 时,对象所占用的内存会被释放
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