深入底层C源码 Redis核心设计原理( 四 ) _生活百科

【3】为什么会有embstr，代码展示
//CPU读取数据的时候其实是会有一个缓存行的概念（cache line，通常是64byte的空间），也就是一次性读取的大小//而redisObject数据大小为16 bytetypedef struct redisObject {unsigned type:4;//占4 bitunsigned encoding:4;//占4 bitunsigned lru:LRU_BITS; // 占24 bitint refcount;// 4 bytevoid *ptr;// 8 byte} robj;//总空间:4 bit + 4 bit + 24 bit + 4 byte + 8 byte = 16 byte 所以读取是会读【redisObject 16 byte，及其后面的48byte的数据（但是用不到）】为了节约CPU成本，可不可以在创建的时候，将数据就存在后面呢？（为什么采用sdshdr8，因为最多存44个字符，sdshdr8可以容纳128个，满足条件，且消耗最?。?struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 { // 对应的字符串长度小于 1<<8uint8_t len;//占据1byte，表示128个uint8_t alloc;//占据1byteunsigned char flags;//占据1bytechar buf[];//以'\0'结尾，这个字符也会占据1byte};所以如果把他们都存于一个64byte的内存中是不是读取对象的时候顺便可以把值也拿出来了，减少了一次IO 。【4】而raw便是表示：字符串将以简单动态字符串（SDS）的形式存储，需要?两次 malloc 分配内存?，redisObject 对象头和 SDS 对象在内存地址上一般是不连续的。
5）发现说明
【1】会有人疑问为什么DB默认是16？
因为Redis的配置文件redis/redis.conf中的databases属性默认是16 。所以Redis启动的时候默认会创建16个数据库且拿数据库索引为0的数据库作为默认数据库。这些都是可以通过配置调整的。
4.List 数据结构（Redis采用quicklist（双端链表）和 ziplist 作为List的底层实现）1）介绍
【1】List是一个有序(按加入的时序排序)的数据结构，Redis采用quicklist（双端链表）和 ziplist 作为List的底层实现。以通过设置每个ziplist的最大容量，quicklist的数据压缩范围，提升数据存取效率。
//当值为正数时，表示quicklistNode节点上的ziplist的长度。比如当这个值为5时，每个quicklistNode节点的ziplist最多包含5个数据项//当值为负数时，表示按照字节数来限制quicklistNode节点上的ziplist的的长度，可选值为-1到-5，每个值的含义如下//-1ziplist节点最大为4kb//-2ziplist节点最大为8kb//-3ziplist节点最大为16kb//-4ziplist节点最大为32kb//-5ziplist节点最大为64kblist-max-ziplist-size-2//单个ziplist节点最大能存储8kb,超过则进行分裂,将数据存储在新的ziplist节点中//对节点中间的数据进行压缩，进一步节省内存//0 特殊值，表示都不压缩//1quicklist两端各有1个节点不压缩，中间的节点压缩//2quicklist两端各有2个节点不压缩，中间的节点压缩//nquicklist两端各有n个节点不压缩，中间的节点压缩list-compress-depth1//0 代表所有节点，都不进行压缩， 1，代表从头节点往后走一个，尾节点往前走一个不用压缩，其他的全部压缩，以此类推2）ziplist 分析详解
【1】介绍
1.ziplist是一个经过特殊编码的双向链表，它的设计目标就是为了提高存储效率；
2.ziplist可以用于存储字符串或整数，其中整数是按真正的二进制表示进行编码的，而不是编码成字符串序列。它能以O(1)的时间复杂度在表的两端提供push和pop操作；
3.因为ziplist是一个内存连续的集合，所以ziplist遍历只要通过当前节点的指针加上当前节点的长度或减去上一节点的长度，即可得到下一个节点的数据或上一个节点的数据，这样就省去的指针从而节省了存储空间，又因为内存连续所以在数据读取上的效率也远高于普通的链表。
【2】代码展示
robj *createZiplistObject(void) {unsigned char *zl = ziplistNew();robj *o = createObject(OBJ_LIST,zl);o->encoding = OBJ_ENCODING_ZIPLIST;return o;}robj *createObject(int type, void *ptr) {robj *o = zmalloc(sizeof(*o));o->type = type;o->encoding = OBJ_ENCODING_RAW;o->ptr = ptr;o->refcount = 1;if (server.maxmemory_policy & MAXMEMORY_FLAG_LFU) {o->lru = (LFUGetTimeInMinutes()<<8) | LFU_INIT_VAL;} else {o->lru = LRU_CLOCK();// 获取 24bit 当前时间秒数}return o;}//以下为ziplist.c文件中#define ZIPLIST_BYTES(zl)(*((uint32_t*)(zl)))//获取ziplist的zlbytes的指针（ziplist 所占空间字节数）#define ZIPLIST_TAIL_OFFSET(zl) (*((uint32_t*)((zl)+sizeof(uint32_t)))) //获取ziplist的zltail的指针#define ZIPLIST_LENGTH(zl)(*((uint16_t*)((zl)+sizeof(uint32_t)*2))) //获取ziplist的zllen的指针#define ZIPLIST_HEADER_SIZE(sizeof(uint32_t)*2+sizeof(uint16_t))//ziplist头大小#define ZIPLIST_END_SIZE(sizeof(uint8_t))// ziplist结束标志位大小#define ZIPLIST_ENTRY_HEAD(zl)((zl)+ZIPLIST_HEADER_SIZE)// 获取第一个元素的指针#define ZIPLIST_ENTRY_TAIL(zl)((zl)+intrev32ifbe(ZIPLIST_TAIL_OFFSET(zl))) // 获取最后一个元素的指针#define ZIPLIST_ENTRY_END(zl)((zl)+intrev32ifbe(ZIPLIST_BYTES(zl))-1)// 获取结束标志位指针unsigned char *ziplistNew(void) { // 创建一个压缩表unsigned int bytes = ZIPLIST_HEADER_SIZE+ZIPLIST_END_SIZE;// zip头加结束标识位数unsigned char *zl = zmalloc(bytes);ZIPLIST_BYTES(zl) = intrev32ifbe(bytes);// 大小端转换ZIPLIST_TAIL_OFFSET(zl) = intrev32ifbe(ZIPLIST_HEADER_SIZE);ZIPLIST_LENGTH(zl) = 0;// len赋值为0zl[bytes-1] = ZIP_END;// 结束标志位赋值return zl;}/* * 压缩列表节点对应上文中 Ziplist 中的 entry * zlentry每个节点由三部分组成：Previous entry len、encoding、data *prevlengh: 记录上一个节点的长度，为了方便反向遍历ziplist *encoding: 编码，由于 ziplist 就是用来节省空间的，所以 ziplist 有多种编码，用来表示不同长度的字符串或整数。*data: 用于存储 entry 真实的数据 * 结构体定义了7个字段，主要还是为了满足各种可变因素 */typedef struct zlentry {unsigned int prevrawlensize;//prevrawlensize是描述prevrawlen的大小，有1字节和5字节两种unsigned int prevrawlen;//prevrawlen是前一个节点的长度，unsigned int lensize;//lensize为编码len所需的字节大小unsigned int len;//len为当前节点长度unsigned int headersize;//当前节点的header大小unsigned char encoding;//节点的编码方式unsigned char *p;//指向节点的指针} zlentry;

深入底层C源码 Redis核心设计原理( 四 )

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