操作Redis源码剖析之字符串操作（redis源码详解字符串）

操作Redis源码剖析之字符串操作

Redis是一个高性能、基于内存的键值存储系统，支持多种数据类型的操作，其中字符串(string)是最基本的数据类型，也是使用最为广泛的数据类型之一。在Redis中，字符串对象是由RedisObject结构体表示，在该结构体中包含了字符串值、长度、类型等信息。本文将介绍Redis源码中的字符串操作相关函数。

1. 字符串对象的创建

在Redis中，字符串对象可以由RedisObject结构体表示，下面是该结构体的定义：

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:LRU_BITS; 
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

其中type用于表示对象的类型，encoding表示字符串对象的编码类型，refcount表示对象的引用计数，lru字段表示对象最后一次被访问的时间。而字符串的值则存储在ptr指针所指向的内存区域。

字符串对象的创建有多种方式，下面以Redis源码中的一种方式为例:

robj *createStringObject(char *ptr, size_t len) {
    return createObject(REDIS_STRING,sdsnewlen(ptr,len));
}

该函数会创建一个新的字符串对象，并根据指定的ptr指针和len长度创建一个新的sds数据结构。sds是Redis自己定义的一种类似于C语言字符串的数据结构，具有方便的字符串操作函数和内存管理函数。

2. 字符串对象的操作

Redis提供了多种字符串操作函数，包括字符串的赋值、拼接、截取、插入等操作。下面是Redis源码中的一些字符串操作函数的介绍：

（1）赋值操作：

void setStringObject(robj *o, sds s) {
    assert(o->type == REDIS_STRING);
    o->ptr = s;
}

该函数用于将sds类型的字符串s赋值给RedisObject结构体表示的字符串对象o的ptr字段。

（2）拼接操作：

robj *concatKeyValue(const char *key, const char *value, size_t keylen, size_t vallen) {
    robj *s = createObject(REDIS_STRING,NULL);
    s->encoding = REDIS_ENCODING_RAW;
    s->ptr = sdscatlen(sdscatprintf(sdsempty(),"%s%S",key,value),keylen+vallen);
    return s;
}

该函数用于将key和value字符串拼接到一起，并创建一个新的字符串对象返回。

（3）截取操作：

void *getRangePtrFromStringObject(robj *o, unsigned long offset, unsigned long end, size_t *len) {
    size_t totlen;
    char *str;
    assert(o->encoding == REDIS_ENCODING_RAW);

    totlen = sdslen(o->ptr);
    if (offset > totlen) {
        return NULL;
    }
    if (end > totlen) {
        end = totlen;
    }
    if (offset > end) {
        *len = 0;
    } else {
        *len = (end - offset) + 1;
    }
    str = o->ptr;
    return str + offset;
}

该函数用于从字符串对象o中截取部分字符串，其中offset表示起始位置，end表示结束位置，len表示截取字符串的长度。返回一个指针指向截取后的字符串。

（4）插入操作：

void insertCharToString(char **str, size_t *len, size_t pos, char c) {
    if (pos > *len) return;
    *str = sdsMakeRoomFor(*str,1);
    memmove(*str+pos+1,*str+pos,*len-pos);
    (*str)[pos] = c;
    (*len)++;
}

该函数用于在指定的位置pos处向字符串中插入一个字符c，str和len分别表示操作的字符串和字符串的长度。

3. 字符串对象的编码

字符串对象的编码方式是根据字符串的长度和内容来决定的，Redis支持两种类型的编码方式：RAW和EILEV。其中RAW编码类型表示RedisObject结构体中的ptr字段指向一个sds类型的字符串，而EILEV编码类型则表示RedisObject结构体中的ptr字段指向一个ZipList类型的压缩列表。

下面是EILEV编码类型的字符串对象创建函数：

robj *createEmbeddedStringObject(char *ptr, size_t len) {
    robj *o = zmalloc(sizeof(robj)+sizeof(struct sdshdr5)+len+1);
    struct sdshdr5 *sh = (void*)(o+1);
    o->type = REDIS_STRING;
    o->encoding = REDIS_ENCODING_EMBSTR;
    o->ptr = sh+1;
    sh->len = len;
    if (len 
        memcpy(sh->buf,ptr,len);
        sh->buf[len] = '\0';
    } else {
        memcpy(sh->buf,ptr,4);
        memcpy(sh->buf+4,"\0\0\0",4);
        memcpy(sh->buf+8,ptr+4,len-4);    
        sh->buf[len+4] = '\0';
    }
    return o;
}

该函数会创建一个新的RedisObject结构体表示的字符串对象，其中encoding字段为EILEV，ptr指向一个ZipList类型的压缩列表。也可以将字符串转化为EILEV编码类型的对象，以减少内存占用。

总结：字符串是Redis中最常用的一种数据类型，Redis的字符串操作函数具有很高的性能和灵活性。通过对Redis源码中字符串操作的剖析，可以更好地理解Redis的内部原理和机制。