承接上文深入redis源碼，了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想

本地調(diào)試redis源碼

啟動(dòng)redis源碼

mac下載C語(yǔ)言編譯器CLion，拉取redis源碼并導(dǎo)入CLion

編譯redis源碼并啟動(dòng)

編譯成功之后，在src目錄中就會(huì)出現(xiàn)可執(zhí)行文件

啟動(dòng)redis-server

啟動(dòng)成功

在set方法中打個(gè)斷點(diǎn)

redis的所有命令都在redisCommand里面定義，找到set命令，并找到對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)函數(shù)setCommand

在setCommand函數(shù)中打個(gè)端點(diǎn)

通過(guò)redis-cli執(zhí)行set命令，就可以斷點(diǎn)跟蹤了

看下編碼的過(guò)程

tryObjectEncoding

len是value的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度小于等于20的話，才可以被轉(zhuǎn)換成整數(shù)。

為什么整數(shù)范圍最大是十進(jìn)制數(shù)20？

在64位系統(tǒng)下C語(yǔ)言中的int還是占4字節(jié)，32位，與32位系統(tǒng)中沒(méi)有區(qū)別！

64位操作系統(tǒng)下，采用64位編譯器進(jìn)行編譯處理時(shí)，發(fā)生變化的變量類型是long。

32位系統(tǒng)下，long占4字節(jié)，32位，與int相同。

64位系統(tǒng)下，long占8字節(jié)，64位，有符號(hào)數(shù)取值范圍是-9223372036854775808至9223372036854775807。

JAVA的long型整數(shù)最大值：9223372036854775807，即19位十進(jìn)制數(shù)，64位二進(jìn)制數(shù)，16位16進(jìn)制數(shù)。

long占8個(gè)字節(jié)，64位二進(jìn)制數(shù)，19位十進(jìn)制數(shù)，算上符號(hào)的話就是20位十進(jìn)制數(shù)。

如果value string可以轉(zhuǎn)換成long，然后將value值賦值給redisObject的ptr指針，強(qiáng)制把整型值轉(zhuǎn)換成指針類型，而不讓ptr存內(nèi)存地址，這樣即節(jié)省了內(nèi)存，還減少了一次內(nèi)存io。

字符串編碼

短字符串編碼

短字符串（長(zhǎng)度小于等于44）編碼是embstr

長(zhǎng)字符串(長(zhǎng)度大于44)編碼是raw

為什么是44?

要充分理解這個(gè)問(wèn)題，需要先科普下cpu、地址總線、內(nèi)存之間的關(guān)系：

• • 64位處理器比32位處理器速度更快

32位處理器一次性只能處理32位，也就是4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，而64位處理器一次性能處理64位即8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，64位處理器的處理速度比32位更快。

• • 64位處理器比32位能處理的地址范圍更大

除了運(yùn)算能力之外，與32位處理器相比，64位處理器的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的控制上。由于地址使用的是特殊的整數(shù)，而64位處理器的一個(gè)ALU（算術(shù)邏輯運(yùn)行器）和寄存器可以處理更大的整數(shù)，也就是更大的地址。傳統(tǒng)的32位處理器的尋址空間最大為4GB，而64位處理器在理論上則可以達(dá)到1800萬(wàn)個(gè)TB。

• • 地址總線

要存取數(shù)據(jù)或指令就要知道數(shù)據(jù)或指令存放的位置，地址寄存器存儲(chǔ)的就是cpu當(dāng)前要存取的數(shù)據(jù)或指令的地址，該地址是由地址總線傳輸?shù)降刂芳拇嫫魃系?/p>

假設(shè)地址總線有n位，即共有n位二進(jìn)制位來(lái)表示地址，那么最多可以表示2^n個(gè)地址，另外計(jì)算機(jī)以一個(gè)字節(jié)為尋址單位，所以cpu的尋址能力或者最大的尋址范圍是2^n個(gè)字節(jié)。綜上，地址總線的位數(shù)決定了cpu的尋址能力。

• • 數(shù)據(jù)總線的寬度與字長(zhǎng)及cpu位數(shù)

字長(zhǎng)指cpu同一時(shí)間內(nèi)可以處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或指令的位數(shù)要與字長(zhǎng)一致。否則，如果數(shù)據(jù)總線長(zhǎng)度大于字長(zhǎng)則一條數(shù)據(jù)或指令要分多次傳輸，則分開(kāi)傳輸幾組數(shù)據(jù)也就沒(méi)有意義；如果數(shù)據(jù)總線寬度小于字長(zhǎng)，則cpu的利用率降低，對(duì)資源是種浪費(fèi)。另外如果字長(zhǎng)是n位，一般稱cpu是n位的，所以說(shuō)數(shù)據(jù)總線的寬度和字長(zhǎng)及cpu的位數(shù)是一致的。

結(jié)合上面的問(wèn)題，繼續(xù)分析：

64位系統(tǒng)緩存行（字長(zhǎng)）大小是64字節(jié)即64位處理器一次性讀取64字節(jié)的緩存數(shù)據(jù)。基于緩存局部性原理，一次性要讀取的數(shù)據(jù)不足64字節(jié)，也會(huì)順便獲取相鄰的其他數(shù)據(jù)共64字節(jié)。

從內(nèi)存中獲取到redisObject對(duì)象之后，根據(jù)ptr指向的內(nèi)存空間獲取數(shù)據(jù)。

分析下這個(gè)redisObject對(duì)象占多少個(gè)字節(jié)：

type 4bit，encoding4bit，LRU_BITS占24bit即3字節(jié)，int類型的refcount占4字節(jié)，ptr指針類型占8字節(jié)，共16個(gè)字節(jié),那么64字節(jié)的緩存行還剩48個(gè)字節(jié)的剩余空間，那么這48字節(jié)的緩存行空間存放什么呢？

存放redisObject ptr指針指向的內(nèi)存空間的數(shù)據(jù)，即cpu一次性讀取的64字節(jié)的緩存行中包含redisObject對(duì)象以及該對(duì)象ptr指針?biāo)赶虻膬?nèi)存空間的數(shù)據(jù)，以免再根據(jù)redisObject的ptr指針再去內(nèi)存中獲取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，減少了一次內(nèi)存io。

那48字節(jié)在哪個(gè)字符串類型的范圍內(nèi)呢？

sdshdr8 對(duì)應(yīng)的字符串范圍是32-64字節(jié)

c語(yǔ)言中的char類型占1個(gè)字節(jié)，java中的char類型占2個(gè)字節(jié)。

redis字符串為了兼容c語(yǔ)言函數(shù)庫(kù)在末尾加上的字符占1個(gè)字節(jié)。

uint8_t len 占一個(gè)字節(jié)，uint8_t alloc占一個(gè)字節(jié)，char flags占一個(gè)字節(jié)，占一個(gè)字節(jié)

所以sdshdr8數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要4個(gè)字節(jié)的元數(shù)據(jù)

除去這4個(gè)字節(jié)，緩存行還有48-4=44個(gè)字節(jié)的剩余空間，如果字符串?dāng)?shù)據(jù)范圍小于等于44，把redisObject對(duì)象ptr指針?biāo)赶騼?nèi)存中的這個(gè)數(shù)據(jù)和redisObject對(duì)象放在一起即嵌入式字符串，在內(nèi)存空間分配的時(shí)候，這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)是分配在一起的，這樣就可以直接適應(yīng)緩存行的大小，這樣就減少了一次內(nèi)存io。

List數(shù)據(jù)類型

• • LPUSH

從左邊開(kāi)始往alist中放入元素

• • LPOP

從左邊獲取元素

依次是c、b、a

list如果沒(méi)有元素的話，對(duì)應(yīng)的key也會(huì)被清除

• • RPUSH

從右邊放入元素

從左邊放入元素，從左邊拿出元素，則是棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即a,b,c的數(shù)據(jù)放入，c、b、a順序的拿出，a最開(kāi)始進(jìn)，最后出，先進(jìn)后出，

同一端，從這邊進(jìn)，也從這邊出，這就是棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

一邊進(jìn)，另外一邊出，是隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即右邊放a,b,c，左邊拿a,b,c，這是隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

阻塞api

如果沒(méi)有元素就一直等待，直到有元素或者設(shè)置超時(shí)時(shí)間

LPOP從list中彈出元素之后就會(huì)從list中刪除，如果應(yīng)用程序沒(méi)有正確處理的話，就會(huì)造成元素丟失的情況，BRPOPLPUSH就是為了應(yīng)對(duì)這場(chǎng)場(chǎng)景，彈出元素之后，push到另外一個(gè)list中，做一個(gè)數(shù)據(jù)備份，防止數(shù)據(jù)丟失。

List數(shù)據(jù)類型底層設(shè)計(jì)

List是一個(gè)有序（按加入的時(shí)序排序）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，Redis采用quicklist（雙端鏈表）和ziplist作為L(zhǎng)ist的底層實(shí)現(xiàn)。

可以通過(guò)設(shè)置每個(gè)ziplist的最大容量，quicklist的數(shù)據(jù)壓縮范圍，提升數(shù)據(jù)存取效率。

• • list-max-ziplist-size -2

單個(gè)ziplist節(jié)點(diǎn)最大能存儲(chǔ)8kb，超過(guò)則進(jìn)行分裂，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在新的ziplist節(jié)點(diǎn)中

• • list-compress-depth 1

0代表所有節(jié)點(diǎn)，都不進(jìn)行壓縮，1代表從頭節(jié)點(diǎn)往后走一個(gè)，尾節(jié)點(diǎn)往前走一個(gè)不用壓縮，其他的全部壓縮，2，3，4...依次類推

雙端鏈表需要兩個(gè)指針：pre,next，而指針占8個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間，所以存儲(chǔ)一個(gè)元素就至少占16個(gè)字節(jié)，如果元素比較多的情況下，內(nèi)存開(kāi)銷就會(huì)非常大，所以redis并沒(méi)有用quicklist 雙端鏈表，而是用更加緊湊的ziplist。