Redis：从应用到底层，一文帮你搞定

在这篇文章中，我们将深入探讨Redis的内存模型和底层实现。我们将从高层次概念（如Redis的键值对和内存使用情况）到底层的数据结构和算法（如哈希表和跳表）进行介绍。

1. 高层次概念

Redis的键值对存储方式非常简单高效。当你执行SET key value命令时，Redis会创建一个键和一个值对象。键对象通常是字符串，而值对象可以是字符串、列表、集合、有序集合或哈希表。

SET user:1 "John Doe"

在这个例子中，user:1是键，John Doe是字符串值对象。

2. 内存模型

Redis使用内存高效的数据结构来存储键值对。例如，当值是字符串时，Redis会使用简单动态字符串（SDS）；当值是哈希表、列表、集合或有序集合时，Redis会使用特定的数据结构。

// 简单动态字符串示例
struct sdshdr {
    long len;
    long free;
    char buf[];
};

Redis还使用了惰性空间分配和内存分配器来优化内存使用。

3. 底层数据结构

Redis底层实现了多种数据结构，如哈希表、跳表、链表、字典、整数集合等。

• 哈希表用于实现Redis的字典；
• 跳表用于有序集合；
• 链表用于创建客户端输出列表和事件队列；
• 字典用于实现键空间；
• 整数集合用于优化小整数存储。

// 哈希表示例
struct dictht {
    dictEntry **table;
    unsigned long size;
    unsigned long sizemask;
    unsigned long used;
};
 
struct dictEntry {
    void *key;
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;
    struct dictEntry *next;
};

总结

在这篇文章中，我们介绍了Redis的高层次概念和底层实现。我们讨论了Redis的键值对存储方式、内存模型，以及底层使用的数据结构。这些知识有助于开发者理解Redis的工作原理，从而能更有效地使用Redis，并在遇到问题时进行故障排除。