Redis设计与实现（六）

小鱼儿 2022-02-25 01:12 215阅读 0赞

# Redis数据库 #

## 数据库的操作及原理 ##

### 服务器中的数据库切换 ###

struct redisServer{
    
       //一个数组，保存着服务器中所有的数据库
       redisDb *db;
    
       //服务器数据库数量
       int dbnum;
       ...
    }

在RedisServer中，每一个数据库都存在RedisServer的一个数据库数组里。我们可以通过select命令来切换数据库。根据dbnum来决定创建多少个数据库。默认情况下服务器会创建16个数据库。

struct redisClient{
        ...
        //记录客户端正在使用的数据库，指向服务端的db
        redisDb *db;
    }

在客户端中的db指针用来指向服务端db数组中的一个，通过select命令切换指针。这也就是我们每次必须先打开服务端的Redis，然后再打开客户端的Redis。

### 数据库的键空间 ###

每个数据库都有一个键空间（dict字典）来保存数据库中所有的键值对。键空间的键就是数据库的键，键空间的值可以是前面的任意一种对象。

#### 键空间的操作 ####

*  添加键
 *  删除键
 *  更新键
 *  对键取值
 *  清空整个数据库（flushdb）
 *  等等

上边的这些操作底层也不难，就是从字典中找到键的位置，然后根据键来查找值，并对值进行操作。

#### 键的一些设置 ####

*  设置键的生存时间
    
     *  expire：按秒设置生存时间
     *  pexpire：按毫秒设置生存时间  
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyNjA1OTY4_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  设置过期时间
 *  expireat：以时间戳的形式设定过期的时间精确到秒
 *  pexireat：以时间戳的形式设定过期时间精确到毫秒（最后预算过期的最终形态，都会转换为这种形式来统一处理过期操作）
 *  保存过期时间：过期时间一般都保存在一个过期字典里，里面存的都是各个键的过期时间戳。时间戳的增删改查和前面的大同小异。
 *  移除过期时间：presist可以移除过期时间。原理也很简单。
 *  计算并返回剩余时间：ttl可以计算剩余的生存时间并返回。
    
     *  键不在数据库返回-2
     *  没设置过期时间返回-1
     *  如果存在过期时间，过期时间-当前时间并返回
 *  判断是不是过期键：用当前时间和过期时间比较
 *  过期键的删除策略
    
     *  定时删除：对内存友好，对cpu不友好。通过设置定时器对过期键进行删除。它的缺点是，在空间充足，过期键多的情况下，会占用cpu时间，在cpu时间紧张的情况下，会加重cpu负担。
     *  惰性删除：对cpu友好，对内存不友好。程序在去除键的时候才对键进行过期检测（如果过期就删除，不是过期就执行相应操作），如果有很多过期的键但是不使用它们，它们就永远不会被删除（或者手动删除数据库）。
     *  定期删除：定期删除是集齐上边两种方式的优点（在规定时间内，多次遍历各个数据库，从一定数据库的一定数据进行检测并清除），每隔一段时间对过期键进行一次删除。因此选取一个合适的定期时间是很重要的。如果时间太短，对cpu不友好，时间太长就又对内存不友好了。
    
    那在Redis到底使用的是什么策略？Redis中使用的是惰性删除和定期删除，原因嘛就很明显了，内存和cpu进行取舍，当但会偏向cpu了。

### RDB，AOF和复制功能对过期键的处理 ###

*  RDB
    
     *  生成RDB时，不会保存过期的键
     *  以主服务器模式载入RDB，过期间会被忽略
     *  以从服务器模式载入RDB，会保存所有，但是在主从服务器同步的时候从服务器还是被清空，所以对从服务器也没影响。
 *  AOF
    
     *  AOF文件写入：如果数据库中的某个键过期但是没被删除，它会给过期的键后加一条del指令，然后获取方看到指令就不能对它进行获取了。
     *  AOF重写：和RDB文件生成类似，在重写时，程序会对过期键进行检测，过期键不会被写入AOF文件。
 *  复制：复制过程中对过期键的删除由主服务器控制
    
    1.  主服务在删除过期键后会显示的给从服务器del指令
    2.  在指令到达前从服务器还是照常工作
    3.  指令到达时，从服务器删除过期键

### 数据库通知 ###

可以让客户端通过订阅给定的频道或者模式，来获知数据库中键的变化和指令的执行状况。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyNjA1OTY4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

按ctrl+c退出，message也可以替换为删除，增添等等。

#### 发送通知 ####

发送通知由通知事件函数来发送，在发送通知前，程序先检测是否发通知，然后又指定发通知的事件的名称，产生通知的键和产生通知的数据库号码，将这些作为一个整体，然后当发送通知的时候，就会调用产生相关信息的函数并把相关信息发送过去。

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