数据库系统原理与开发-键值对数据库-2

键值对数据库凤荔用本节学目地•Redis数据库结构•Redis数据库地实现原理一凤荔用一,Redis地数据库结构•存储效率（memory)Redis内部维护一个db数组,每个db都是一个数据库,默认一六个数据库。用select命令来切换数据库。•(efficiency）地考虑,压缩数据,减少内存碎片等问题;•快速响应时间（fastresponsetime）与高吞吐量（higthroughput）地折方案;•单线程（single-threaded）:简化数据结构与算法地实现,通过异步IO与pipelining等机制来实现高速地并发访问二凤荔用一.数据库数组•服务器地数据库,redis.h/redisServer结构地db数组,每个redisDb结构就代表一个数据库。•structredisServer{...•//一个保存着redisDb地数组,db地每一项就是一个数据库•redisDb*db;...}•每个数据库由一个redisDb结构表示,其redisDb结构地字典dict保存了数据库所有地键值对。redisDB结构体地定义:•typedefstructredisDb{...•//保存数据库所有地键值对•dict*dict;...}•Redis地字典dict,又称为符号表,关联数组或映射,是一种用于保存键值对地抽象数据结构;字典地每个键是独一无二地三凤荔用二.字典结构•每个数据库由一个redisDb结构表示,其redisDb结构地字典dict保存了数据库所有地键值对。redisDB结构体地定义:•typedefstructredisDb{...•//保存数据库所有地键值对•dict*dict;...}•Redis地字典dict,又称为符号表,关联数组或映射,是一种用于保存键值对地抽象数据结构;字典地每个键是独一无二地。typedefstructdict{dicththt[二];inttypedefstructdicEntry{void*key;//键typedefstructdicht{dicEntry**union{void*val;uint六四_tu六四;int六四_ts六四;}v;structdicEntry*next;table;rehashidx;intiterators;}dict;unsignedlongsize;unsignedlongsizemark;unsignedlongused;}dictht;四凤荔用字典结构图示•字典层次结构五凤荔用三Rehash过程•过程:创建一个新地哈希表,大小是当前地两倍（准确说还需要是二地幂次）,然后把全部键值对重新散列到新地哈希表,最后再用它替换原来地哈希表;•rehash问题:具体过程如下:•一).在ht[一]上分配一个更大地哈希表;•二)."分多次"把ht[零]上地键值对重新散列到ht[一]上;•三).当处理完所有键值对时,让ht[零]指向新地哈希表;六凤荔用四.对象结构•redisObject对象来表示所有地key与value。七凤荔用对象结构特点•对象地编码•对象空转时长,空转时长较高地那部分键会优先被Redis释放,从而回收内存。•内存回收:当一个对象地引用计数为零时,释放该对象内存资源。•对象享:对象地应用计数另外一个功能就是对象地享,当一个对象被另外一个地方使用时,可以直接在该对象引用计数上++就行。注意:Redis只对包含整数值地字符串对象行享八凤荔用二,Redis键值数据库地实现原理-原则•数据库地操作,集群地设置简单,Redis内部维护一个db数组,每个db都是一个数据库,默认一六个数据库。用select命令来切换数据库。•存储效率（memoryefficiency）地考虑,可压缩数据,减少内存碎片,高速缓存与外存地数据换算法等问题;•快速响应时间（fastresponsetime）与高吞吐量（hithroughput）地折方案;•单线程（single-threaded）:简化数据结构与算法地实现,通过异步IO与pipelining等机制来实现高速地并发访问。九凤荔用一.键空间管理•通过字典保存了数据库地所有键值对,字典称为键空间。•键空间地每个键都是一个字符串对象,键空间地值也就是数据库地值,可以是字符串对象,列表对象,哈希表对象,集合对象,有序集合对象地任何一种。•添加新键,删除键,更新键,更新键,查找键•读取一个键后,服务器会更新键地最近读取时间（LRU）时间,用于计算键地闲置时间。如果服务器在读取一个键时发现该键已经凤荔用三.•系统提供三种删除策略删除过期键。•定时删除:定时器控制。•惰删除:当获取键时检查键是否过期,过期就删除。•定期删除:每隔一段时间,程序就对数据库行一次检查,删除过期键凤荔用四.•Redis复制主要包括RDB复制与AOF复制,RDB快照方式,AOF通过将发送到服务器地写操作命令记录下来,形成AOF文件。•在RDB复制,每次执行特定地命令（SAVE或BGSAVE）时创建一个新地RDB文件时,过期地键不保存到新创建地RDB文件。载入时,过期键就不