Redis源码浅析洞悉datastructure和网络协议（redis 源码解读）

Redis源码浅析：洞悉datastructure和网络协议

Redis是一个流行的开源内存数据存储系统，它的流行离不开它的高效性、稳定性和可扩展性。为了了解Redis是如何实现这些功能的，让我们来浅析Redis的datastructure和网络协议。

一、Datastructure数据结构

Redis中的数据结构是Redis支持复杂数据类型的核心所在。Redis的数据结构包含五种类型，分别是String、List、Set、Sorted Set以及Hash。下面我们将简单介绍它们的实现。

1、String

我们了解一下Redis中最常见的数据结构：字符串。字符作为Redis中的基础数据类型，其底层实现是通过一种叫作简单动态字符串（simple dynamic string 简称SDS）的结构体实现的。

SDS是一个动态的字符串类型，它的地址、长度、可用空间等数据都被存放在SDS的头结构中。在字符串超出以前分配的空间时，SDS可以自动扩展内存空间，以适应更大的字符串。

2、List

Redis的List相关的命令通常需要在List头部或尾部等部位进行添加和删除元素，为了提高性能，Redis的底层实现采用双端链表来存储数据。

双端链表支持在头部和尾部进行快速的元素添加和删除操作。同时，Redis还封装了输入输出缓存区，以提高IO操作的效率。

3、Set

Redis的Set底层用的是Hash表，如果添加的元素数量很少，Redis通过有序数组实现Set的底层实现。

Redis实现的Hash表为Redis高速查询、添加和删除一个键值对提供了出色的性能。对于频繁变更的Hash表，Redis采用rehash策略，通过加倍扩容以及移动元素到新的Hash表来保证高效性。

4、Sorted Set

Sorted Set与Set类型类似，唯一的区别在于Sorted Set需要维护成员本身的分值。Sorted Set底层使用了在Set类型中的两个底层实现：散列表和跳跃表（Skip List）。

散列表为Sorted Set提供了快速的插入和删除，而跳跃表则为Sorted Set的有序查询操作提供了支持。

5、Hash

Redis的Hash类型采用了和Set类型相同的底层实现，即散列表。和Set类似，Redis的Hash表也采取rehash策略。

二、网络协议

Redis使用了自定义的TCP协议来与客户端进行通信。Redis的通信协议采用CRLF结尾的文本协议，服务器与客户端通过发送命令、接收命令、回复命令以及接收回复等步骤来完成通信。

在数据传输过程中，Redis通过协议进行数据拆包和解包。这种实现方式确保了Redis的高效性和灵活性，并且支持了多种数据类型和多种数据操作，例如：增加删除数据，比较值以及连接和迭代等操作。

三、总结

通过对Redis的datastructure和网络协议的分析，我们了解到了Redis在内存存储、数据结构实现、通信协议方面的核心原理和功能。这些实现方式是Redis高效性、稳定性和可扩展性的关键所在。阅读并理解Redis源码的基础知识，不仅能够更好地理解Redis的使用，也能够更好地处理Redis出现的问题。