《Redis设计与实现》读书笔记（十一） ——Redis数据库与键空间

《Redis设计与实现》读书笔记（十一） ——Redis数据库与键空间

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一、redis数据库

redis服务器将所有数据库都保存在redisServer结构里的db数组，数组里面的每个元素都是一个redisDb结构，每个redisDb代表一个数据库。

typedef structredisServer{
//省略其他内容....
redisDb *db;
int dbnum;
};

其中，dbnum表示数据库的数量，初始化服务器的时候，会根据此值创建数据库个数。该属性由配置文件中的database选项决定。

结构如下图：

二、切换数据库

默认情况下，客户端操作0号数据库，客户端可以通过select命令切换数据库。在服务器内部，客户端状态结构redisClient的db属性，记录客户端当前目标的数据库，该属性是指向redisServer的db数组中的某个具体redisDb结构的指针。

typedef structredisClient{
redisDb *db;
}redisClient;

如下图所示：

如果此时在客户端select 0，则redisClient的db指针又会指向db[0]。因此，select命令的原理，就是通过修改redisClient的db指针的指向，来实现数据库的切换。

由于redis没有指示当前在哪个数据库的命令，因此切换数据库后要注意相应的操作。尤其对于flushall这种命令，最好执行命令前，要先执行select到某个数据库，再次确认在当前要操作的数据库。

三、数据库键空间

redis是存储键值对的数据库服务器，每个数据库都是一个redisDb结构，其中用dict字典来保存每个键值对。

typedef structredisDb{
dict *dict;
}redisDb;

dict存储数据库中的所有键值对，也成为键空间。键空间的键就是数据库的键，每个键都是一个字符串对象；键空间的值，就是数据库的值，可以是redis5中对象中的任一种。

redis数据库中同时有多个键的情况，如下图所示：

由于键空间是个数据库字典，因此对键值的增删改查都是通过字典的操作进行的，主要如下：

1）添加新键，就是将新的键值对放在数据库字典里面。

2）删除键，就是从键空间的字典中，删除键值对对象。

3）更新键，实质是对键空间中键对应的值进行更新。

4）对键取值，实质上就是取出键空间中，键对应的值的对象。

除此之外，如flushdb即清空整个dict字典；randomkey即从dict字典中随机取一个键，再返回键对应的值对象；dbsize即返回dict字典键值对的总数量；exists、rename、keys等命令则是直接操作dict的键，或直接获取键并进行返回。

redis对于读写键空间，除了上述的正常读写，还会有相应的维护操作。其中，写操作都会先读键，因此下列的读，也包括写之前的读操作。主要如下：

1）读取一个键以后，服务器会根据键是否存在，来更新服务器中的键空间命中次数（hit）或未命中次数（miss）。这两个值可以在info status命令的keyspace_hits属性和keyspace_misses属性查看。

2）读取一个键以后，服务器会更新键的LRU，即最后访问时间，redis可以通过当前时间减去lru，确认该键的闲置时间。可以通过命令object ideltime key来查看key键的当前闲置时间。

3）读取一个键以后，发现该键已经过期，会先删除该键，然后再进行后续的操作。

4）如果客户端使用watch命令监视某个键，则修改键的值后，键会被标记为脏（dirty），从而让事务程序注意到该键已经被修改过。

5）服务器每次修改一个键后，都会对脏键计数器值增1，这个值会触发服务器持久化以及复制操作。

6）如果服务器开启数据库通知功能，则修改键后，服务器将按照配置，发送相应的数据库通知。

——written by linhxx 2017.09.03