Redis设计与实现读书笔记（6-10章）
Redis设计与实现读书笔记（6-10章）
Redis设计与实现读书笔记（6-10章）
第10章：RDB持久化
Redis是一个键值对数据库服务器，服务器中的非空数据库以及它们的键值对被统称为数据库状态。
Redis提供的RDB持久化功能，可以将Redis在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，避免数据意外丢失。RDB持久化既可以手动执行，也可以根据服务器配置选项定期执行，该功能可以将某个时间点上的数据库状态保存到一个RDB文件中，RDB持久化功能所生成的RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原成RDB文件时的数据库状态。
SAVE命令由服务器进程直接执行保存操作，所以该命令会阻塞服务器。BGSAVE命令由子进程执行保存操作，所以该命令不会阻塞服务器。
第6章：整数集合
整数集合（intset）是集合键的底层实现之一，当一个集合只包含整数值元素，并且这个集合的元素数量不多时，Redis就会使用整数集合作为集合键的底层实现。
整数集合（intset）是Redis用于保存整数值的集合抽象数据结构，它可以保存类型为int16_t、int32_t或者int64_t的整数值。其底层实现为数组，这个数组以有序、无重复的方式保存集合元素，在有需要时，程序会根据新添加元素的类型，改变这个数组的类型。
升级：每当需要将一个新元素添加到整数集合里面，并且新元素的类型比整数集合现有所有元素类型都要长时，整数集合需要先进行升级，然后才能将新元素添加到整数集合里面。
升级整数集合并添加新元素共分为三步进行：
1）根据新元素的类型，扩展整数集合底层数组的空间大小，并为新元素分配空间。
2）将底层数组现有的所有元素都转换成与新元素相同的类型，并将类型转换后的元素放置到正确的位上，而且在放置元素的过程中，需要继续维持底层数组的有序性质不变。
3）将新元素添加到底层数组里面。
整数集合的升级操作的好处：1）提升整数集合的灵活性，2）尽可能地节约内存。
整数集合只支持升级操作，不支持降级操作。
重点回顾
整数集合是集合键的底层实现之一。
整数集合的底层实现为数组，这个数组以有序、无重复的方式保存集合元素，在有需要时，程序会根据新添加元素的类型，改变这个数组的类型。
升级操作为整数集合带来了操作上的灵活性，并且尽可能地节约了内存。
整数集合只支持升级操作，不支持降级操作。
第7章：压缩列表
压缩列表是列表键和哈希键的底层实现之一。
1）当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用使用压缩列表来做列表键的底层实现。
2）当一个哈希键只包含少量键值对，并且每个键值对的键和值要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis就会使用压缩列表来做哈希键的底层实现。
压缩列表是Redis为了节约内存而开发的，是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型数据结构。一个压缩列表可以包含任意多个节点，每个节点可以保存一个字节数组或者一个整数值。
添加新节点到压缩列表，或者从压缩列表中删除节点，可能会引发连锁更新操作，但这种操作出现的几率并不高。
重点回顾
压缩列表是一种为节约内存而开发的顺序型数据结构。
压缩列表被用作列表键和哈希键的底层实现之一。
压缩列表可以包含多个节点，每个节点可以保存一个字节数组或者整数值。
添加新节点到压缩列表，或者从压缩列表中删除节点，可能或引发连锁更新操作，但这种操作出现的几率并不高。
第8章：对象
第8章：对象
Redis使用对象来表示数据库中的键和值，每次当我们在Redis的数据库中新创建一个键值对时，我们至少会创建两个对象，一个对象用作键值对的键（键对象），另一个对象用作键值对的值（值对象）。
对于Redis数据库保存的键值对来说，键总是一个字符串对象，而值则可以是字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象或者有序集合对象中的一种。
1）字符串对象的编码可以是int、raw或者embstr。int编码的字符串对象和embstr编码的字符串对象在条件满足的情况下，会被转换为raw编码的字符串对象。embstr编码的字符串对象在执行修改命令之后，总会变成一个raw编码的字符串对象。字符串对象是Redis五种类型的对象中唯一一种会被其他四种对象嵌套的对象。
2） 列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist。ziplist编码的列表对象使用压缩列表作为底层实现，每个压缩列表节点保存了一个列表元素。linkedlist编码的列表对象使用双端链表作为底层实现，每个双端链表节点都保存了一个字符串对象，而每个字符串对象都保存了一个列表元素。当列表对象可以同时满足以下两个条件时，列表对象使用ziplist编码：
a）列表对象保存的所有字符串元素的长度都小于64字节；
b）列表对象保存的元素数量小于512个；
不能满足这两个条件的列表对象需要使用linkedlist编码。
3）哈希对象的编码可以是ziplist或者hashtable。ziplist编码的哈希对象使用压缩列表作为底层实现，每当有新的键值对要加入到哈希对象时，程序会先将保存了键的压缩列表节点推入到压缩列表表尾，然后再将保存了值的压缩列表节点推入到压缩列表表尾。hashtable编码的哈希对象使用字典作为底层实现，哈希对象中的每个键值对都使用一个字典键值对来保存。字典的每个键都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的键；字典的每个值都是一个字符串对象，对象中保存了键值对的值。当哈希对象可以同时满足以下两个条件时，哈希对象使用ziplist编码：
a）哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度都小于64字节；
b）哈希对象保存的键值对数量小于512个；
不能满足这两个条件的哈希对象需要使用hashtable编码。
4）集合对象的编码可以是intset或者hashtable。intset编码的集合对象使用整数集合作为底层实现，集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合里面。hashtable编码的集合对象使用字典作为底层实现，字典的每个键都是一个字符串对象，每个字符串对象包含了一个集合元素，而字典的值则全部被设置为NULL。当集合对象可以同时满足一下两个条件时，对象使用intset编码：
a）集合对象保存的所有元素都是整数值；
b）集合对象保存的元素数量不超过512个；
不能满足这两个条件的集合对象需要使用hashtable编码。
5）有序集合的编码可以是ziplist或者skiplist。ziplist编码的有序集合对象使用压缩列表作为底层实现，每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员，而第二个元素则保存元素的分值。压缩列表内的集合元素按分值从小到大进行排序，分值较小的元素被放置在靠近表头的位置，而分值较大的元素则被放置在靠近表尾的位置。skiplist编码的有序集合对象使用zset结构作为底层实现，一个zset结构同时包含一个字典和一个跳跃表。当有序集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用ziplist编码：
a）有序集合保存的元素数量小于128个；
b）有序集合保存的所有元素成员的长度都小于64字节；
不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码。
服务器在执行某些命令之前，会先检查给定键的类型能否执行特定命令，而检查一个键的类型就是检查键的值对象的类型。
Redis的对象系统带有引用计数实现的内存回收机制，当一个对象不再被使用时，该对象所占用的内存就会被自动释放。
Redis会共享值为0到9999的字符串对象。
对象会记录自己的最后一次被访问的时间，这个时间可以用于计算对象的空转时间。
第9章： 数据库
Redis服务器的所有数据库都保存在redisServer.db中数组中，而数据库的数量则由redisServer.dbnum属性保存。
客户端通过修改目标数据库指针，让它指向redisServer.db数组中的不同元素来切换不同的数据库。
客户端通过修改目标数据库指针，让它指向redisServer.db数组中的不同元素来切换不同的数据库。
数据库主要由dict和expires两个字典构成，其中dict字典负责保存键值对，而expires字典则负责保存键的过期时间。
因为数据库由字典构成，所以对数据库的操作都是建立在字典操作之上的。
数据库的键总司一个字符串对象，而值则可以是任意一种Redis对象类型，包括字符串对象，哈希表对象、集合对象、列表对象和有序集合对象，分别对应字符串键、哈希表键、集合键、列表键和有序集合键。
expires字典的键指向数据库中的某个键，而值则记录了数据库键的过期时间，过期时间是一个以毫秒为单位的UNIX时间戳。
Redis使用惰性删除和定期删除两种策略来删除过期的键：惰性删除策略只在碰到过期键时才进行删除操作，定期删除策略则每隔一段时间主动查找并删除过期键。
执行SAVE命令或者BGSAVE命令所产生的新RDB文件不会包含已经过期的键。
执行BGREWRITEAOF命令所产生重写AOF文件不会包含已经过期的键。
当一个过期键被删除之后，服务器会追加一条DEL命令到现有AOF文件的末尾，显式地删除过期键。
当主服务器删除一个过期键之后，它会向所有从服务器发送一条DEL命令，显式地删除过期键。
从服务器即使发现过期键也不会自作主张地删除它，而是等待主节点发来DEL命令，这种统一、中心化的过期键删除策略可以保证主从服务器数据的一致性。
当Redis命令对数据库进行修改之后，服务器会根据配置向客户端发送数据库通知。
第10章：RDB持久化
Redis是一个键值对数据库服务器，服务器中的非空数据库以及它们的键值对被统称为数据库状态。
Redis提供的RDB持久化功能，可以将Redis在内存中的数据库状态保存到磁盘里面，避免数据意外丢失。RDB持久化既可以手动执行，也可以根据服务器配置选项定期执行，该功能可以将某个时间点上的数据库状态保存到一个RDB文件中，RDB持久化功能所生成的RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，通过该文件可以还原成RDB文件时的数据库状态。
SAVE命令由服务器进程直接执行保存操作，所以该命令会阻塞服务器。BGSAVE命令由子进程执行保存操作，所以该命令不会阻塞服务器。
服务器状态中会保存所有用save选项设置的保存条件，当任意一个保存条件被满足时，服务器会自动执行BGSAVE命令。
RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，由多个部分组成。
对于不同类型的键值对，RDB文件会使用不同的方式来保存它们。
重点回顾RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，由多个部分组成。
对于不同类型的键值对，RDB文件会使用不同的方式来保存它们。
RDB文件用于保存和还原Redis服务器所有数据库中的所有键值对数据。
SAVE命令有服务器进程直接执行保存操作，所有命令会阻塞服务器。
BGSAVE令由子进程执行保存操作，所以该命令不会阻塞服务器。
服务器状态中会保存所有用save选项设置的保存条件，当任意一个保存条件被满足时，服务器会自动执行BGSAVE命令。
RDB文件是一个经过压缩的二进制文件，由多个部分组成。
对于不同类型的键值对，RSB文件会使用不同的方式来保存它们。
字节跳动公司氛围 615人发布
查看9道真题和解析