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Redis是一種高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，越來越被廣泛地應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，如今已經(jīng)成為了全球受歡迎的Key-Value數(shù)據(jù)庫之一。Redis源碼簡潔、易于理解，但它的性能和可靠性也極高，本文就來深入探究redis讀寫源碼的奧妙。
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Redo LOG的實現(xiàn)
Redis采用了Log-based存儲引擎，將所有的寫入操作記錄在一個稱為Redo Log的文件中，該文件在內(nèi)存和磁盤之間起到了重要的緩存作用。當Redis執(zhí)行寫操作時，它會先將操作記錄到內(nèi)存中的命令請求隊列，當隊列中的命令達到一定量后，Redis就會將它們批量寫入到Redo Log文件中。這樣做的好處是，Redis的寫入延遲與硬盤速度不再直接相關(guān)，因此可以大大提高Redis的寫入性能。
具體實現(xiàn)時，Redis采用了mmap()函數(shù)將Redo Log映射到內(nèi)存中，這樣寫入操作就能直接寫入內(nèi)存中，而不必通過系統(tǒng)調(diào)用訪問磁盤文件。此外，Redis對Redo Log也進行了切片管理，通過不斷地重復(fù)利用Redo Log文件分片，避免了頻繁地IO操作對Redis性能的影響。
Redis內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Redis的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可謂豐富多樣，包括字符串、哈希、列表、集合和有序集合等。本文在此僅介紹其中的兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：字符串和哈希。
1.字符串
字符串是Redis中最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，Redis的字符串實際上就是一個char數(shù)組，用于存儲任意的二進制數(shù)據(jù)。Redis的字符串可以進行以下操作：
//創(chuàng)建一個字符串鍵
set key value
//獲得字符串的值
get key
//對字符串值進行拼接
append key value
//對字符串進行自增或自減
incr key
decr key
在Redis的源碼實現(xiàn)中，字符串會根據(jù)它的長度是否小于等于字符串儲存類型的長度限制，分別采用三種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
typedef struct sdshdr8 {
uint8_t len;
uint8_t alloc;
unsigned char flags; /*3 bit, 一種特殊的混合結(jié)構(gòu)*/
char buf[]; //實際的字符串存儲區(qū)域
} sdshdr8;
typedef struct sdshdr16 {
uint16_t len;
uint16_t alloc;
unsigned char flags;
char buf[];
} sdshdr16;
typedef struct sdshdr32 {
uint32_t len;
uint32_t alloc;
unsigned char flags;
char buf[];
} sdshdr32;
可以看出，Redis根據(jù)字符串的長度采用了不同的結(jié)構(gòu)，這也是Redis能夠高效存儲字符串的關(guān)鍵所在。
2.哈希
哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種鍵值對存儲方式，并且可以在O(1)時間內(nèi)對鍵進行檢索。在Redis中，哈希結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)對象。比如我們可以使用Redis哈希類型存儲用戶的信息：
//新建哈希類型
HSET userinfo name max
HSET userinfo age 20
HSET userinfo gender male
//獲取哈希類型的鍵值
HGET userinfo name
HGET userinfo age
HGET userinfo gender
在Redis內(nèi)部，哈希結(jié)構(gòu)被實現(xiàn)為兩個數(shù)組，一個用于存放鍵，另一個用于存放值，Redis通過將哈希類型的鍵值對展開為一個個鍵值對，然后使用一組哈希函數(shù)計算它們在兩個數(shù)組中的存放位置，實現(xiàn)了O(1)時間內(nèi)的檢索。
總結(jié)
Redis的高性能與可靠性源于其簡單的存儲引擎以及高度優(yōu)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。Redo Log的實現(xiàn)、高效的內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都是Redis保證性能的關(guān)鍵。對Redis源碼的深入研究有助于我們進一步理解Redis的設(shè)計哲學(xué)，從而能夠更好地利用Redis開發(fā)高性能互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
香港服務(wù)器選創(chuàng)新互聯(lián)，2H2G首月10元開通。
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗。專業(yè)提供云主機、虛擬主機、域名注冊、VPS主機、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
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