引领NoSQL未来Redis编码结构分析（redis编码结构）

引领NoSQL未来：Redis编码结构分析

Redis是一个高性能的开源NoSQL数据库系统，常用于缓存、聊天室、实时排行榜等实时应用场景。作为NoSQL领域的先锋之一，Redis在数据结构、编码方式等方面都有独到之处，本文将对Redis的编码结构进行分析。

Redis支持多种数据结构类型，包括字符串、哈希表、链表、集合、有序集合等。每种数据类型都有对应的编码方式，以适应不同的数据操作场景。下面以字符串类型为例，介绍Redis的编码结构。

字符串类型

Redis的字符串编码方式有两种，分别是int编码和raw编码。当字符串内容符合整型类型时，Redis会采用int编码方式，否则采用raw编码方式。

int编码

当字符串内容为数字类型时，Redis将该数字对应的字节序列存储于redisObject结构体的ptr指针中，并将type字段设为REDIS_STRING，encoding字段设为REDIS_ENCODING_INT。这种编码方式能够节约内存空间以及提高性能，因为在进行数字计算时，无需进行类型转换，直接读取将该内存地址上的字节序列中的数据即可。

以下是int编码的示例代码：

struct redisObject {
    //...
    char *ptr;
    //...
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
};
robj *createIntObject(int value) {
    //创建redisObject
    robj *o = createObject(REDIS_STRING,NULL);

    //分配4字节内存空间
    o->ptr = zmalloc(sizeof(long));
    
    //将整型值value写入o->ptr所指向的内存空间中
    *((int*)o->ptr) = value;
    
    //将o的encoding字段设为REDIS_ENCODING_INT
    o->encoding = REDIS_ENCODING_INT;
    
    return o;
}

raw编码

当字符串内容非整型类型时，Redis将该字符串对应的字节序列以及字符长度存储在redisObject结构体的ptr指针和len字段中，并将type字段设为REDIS_STRING，encoding字段设为REDIS_ENCODING_RAW。这种编码方式会占用较多的内存空间，但可以规避数字类型转换时可能带来的精度问题。

以下是raw编码的示例代码：

struct redisObject {
    //...
    char *ptr;
    int len;
    //...
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
};

robj *createRawStringObject(char *ptr, size_t len) {
    //创建redisObject
    robj *o = createObject(REDIS_STRING,NULL);
    
    //将str字符串及其长度写入o->ptr和o->len中
    o->ptr = zmalloc(len+1);
    memcpy(o->ptr, ptr, len);
    o->ptr[len] = '\0';
    o->len = len;
    
    //将o的encoding字段设为REDIS_ENCODING_RAW
    o->encoding = REDIS_ENCODING_RAW;
    
    return o;
}

总结

通过对Redis字符串类型的编码结构分析，我们能够看到Redis在数据结构设计方面的精妙思想，以及对性能和内存使用的考虑。同时，我们也可以从中获得编写高性能、高质量代码的经验和启示。