redis源码分析（5）-- redis数据库

1、服务器中的数据库

Redis服务器将全部数据库信息保存在redis.h/redisServer, redisServer包含db数组，以下：

1 struct redisServer {
2 //...
3 redisDb *db;
4 //...
5 }；

每一个Redis客户端都有本身的目标数据库，默认状况是db[0],客户端能够经过SELECT命令切换数据库。

例如，某个客户端使用SELECT 1命令切换到1号数据库，

每一个redisDb的结构为：

 1 typedef struct redisDb {
 2     dict *dict;                 /* The keyspace for this DB */
 3     dict *expires;              /* Timeout of keys with a timeout set */
 4     dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP) */
 5     dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */
 6     dict *watched_keys;         /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */
 7     struct evictionPoolEntry *eviction_pool;    /* Eviction pool of keys */
 8     int id;                     /* Database ID */
 9     long long avg_ttl;          /* Average TTL, just for stats */
10 } redisDb;

下面介绍各个部分做用。

2、数据库键空间

Redis是一个key-value数据库，redisDb中的dict字典元素存储了DB中的全部key-value pair，这个字典dict即为数据库的键空间。

键空间的键即为数据库的键，每一个键是一个字符串对象

键空间的值即为数据库的值，每一个值能够是字符串对象、hash对象、列表对象等。

一个典型的键空间以下：

2.1 数据库增删查改

一、增长键

直接调用SET <key> <value>。

二、删除键

调用DEL <key>

三、更新键

一样使用SET 命令，覆盖以前的value。

4 获取键内容

GET <key>

 

2.2 键的超时时间

经过EXPIRE <key> <ttl>能够设置键的生存时间，通过指定的秒数之后，服务器会自动删除超过生存时间的键。

redisDb中的expires字典保存数据库中全部键的过时时间，记为过时字典。

过时字典中的键是一个指针，指向键空间dict中的某个对象。

过时字典的值是一个long long类型的整数，保存过时字典键指向的数据库对象的过时时间。

 过时删除策略包括：

• 定时删除
  • 含义：在设置key的过时时间的同时，为该key建立一个定时器，让定时器在key的过时时间来临时，对key进行删除
  • 优势：保证内存被尽快释放
  • 缺点：
    • 若过时key不少，删除这些key会占用不少的CPU时间，在CPU时间紧张的状况下，CPU不能把全部的时间用来作要紧的事儿，还须要去花时间删除这些key
    • 定时器的建立耗时，若为每个设置过时时间的key建立一个定时器（将会有大量的定时器产生），性能影响严重
    • 没人用
• 惰性删除
  • 含义：key过时的时候不删除，每次从数据库获取key的时候去检查是否过时，若过时，则删除，返回null。
  • 优势：删除操做只发生在从数据库取出key的时候发生，并且只删除当前key，因此对CPU时间的占用是比较少的，并且此时的删除是已经到了非作不可的地步（若是此时还不删除的话，咱们就会获取到了已通过期的key了）
  • 缺点：若大量的key在超出超时时间后，好久一段时间内，都没有被获取过，那么可能发生内存泄露（无用的垃圾占用了大量的内存）
• 按期删除
  • 含义：每隔一段时间执行一次删除过时key操做
  • 优势：
    • 经过限制删除操做的时长和频率，来减小删除操做对CPU时间的占用--处理"定时删除"的缺点
    • 按期删除过时key--处理"惰性删除"的缺点
  • 缺点
    • 在内存友好方面，不如"定时删除"
    • 在CPU时间友好方面，不如"惰性删除"
  • 难点
    • 合理设置删除操做的执行时长（每次删除执行多长时间）和执行频率（每隔多长时间作一次删除）（这个要根据服务器运行状况来定了）

、Redis采用的过时策略

惰性删除+按期删除

• 惰性删除流程（实如今db.c/expireIfNeed）
  • 在进行get或setnx等操做时，先检查key是否过时，
  • 若过时，删除key，而后执行相应操做；
  • 若没过时，直接执行相应操做
• 按期删除流程（简单而言，对指定个数个库的每个库随机删除小于等于指定个数个过时key，实如今redis.c/activeExpireCycle）
  • 遍历每一个数据库（就是redis.conf中配置的"database"数量，默认为16）
    • 检查当前库中的指定个数个key（默认是每一个库检查20个key，注意至关于该循环执行20次，循环体时下边的描述）
      • 若是当前库中没有一个key设置了过时时间，直接执行下一个库的遍历
      • 随机获取一个设置了过时时间的key，检查该key是否过时，若是过时，删除key
      • 判判定期删除操做是否已经达到指定时长，若已经达到，直接退出按期删除。