redis 笔记02 对象、数据库

对象

Redis并没有使用之前介绍的数据结构来实现键值对数据库，而是基于那些数据结构创建了一个对象系统，这个系统包含字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象和有序集合对象这五种类型对象，

每种对象都用到了至少一种我们前面所介绍的数据结构。

1. Redis数据库中的每个键值对的键和值都是一个对象。

2. Redis共有字符串、列表、哈希、集合、有序集合五种类型的对象，每种类型的对象至少都有两种或者以上的编码方式，不同的编码可以在不同的使用场景上优化对象的使用效率。

3. 服务器在执行某些命令之前，会先检查给定键的类型能否执行指定的命令，而检查一个键的类型就是检查键的值对象的类型。

4. Redis的对象系统带有引用计数实现的内存回收机制，当一个对象不再被使用时，该对象所占用的内存就会被自动释放。

5. Redis会共享值为0到9999的字符串对象。Redis只对包含整数值的字符串对象进行共享。

6. 对象会记录自己的最后一个被访问的时间，这个时间可以用于计算对象的空转时间，用以判断回收内存。

1. 每次当我们在Redis的数据库中新创建一个键值对时，我们至少会创建两个对象，一个对象用作键值对的键(键)对象，另一个对象用作键值对的值(值对象)

2. Redis中的每个对象都由一个redisObject结构表示，该结构中和保存数据相关的三个属性分别是type属性，encoding属性和ptr（pointer ，指针）属性。

3. 对于Redis数据库保存的键值对来说，键总是一个字符串对象，而值则可以是字符串对象、列表对象、哈希对象、集合对象或者有序集合对象的其中一种。

4. type key 命令返回该键对应的值对象的类型，而不是键对象的类型。type的返回值：string，list，hash，set，zset

5. 对象的ptr指针指向对象的底层实现数据结构，而这些数据结构由对象的encoding属性决定。encoding属性记录了对象所使用的编码，也即是说这个对象使用什么数据结构

    (字典，链表等)作为对象的底层实现。

6. 每种类型的对象都至少使用了两种不同的编码。Redis可以根据不同的使用场景来为一个对象设置不同的编码，从而优化对象在某一场景下的效率。

7. 使用OBJECT ENCODING命令可以查看一个数据库的值对象的编码。

8. 字符串的编码可以是int，raw 或者 embstr(短字符串)。在条件满足的情况下，int和embstr会被转换成raw编码的字符串对象。(String ? )

9. 字符串常用命令：

SET , GET , APPEDN , INCRBYFLOAT(浮点数加法)，INCRBY(整数加法)，DECRBY(整数减法)，STRLEN(返回字符串的长度)，SETRANGE(设置特定索引的值)，GETRANGE(获取特定索引的值)

10. 列表对象的编码可以是ziplist(压缩列表)或者linkedlist(双端列表)。 (List ? )

11. 列表常用命令：

LPUSH(新元素添加到表头)，RPUSH(新元素添加到表尾)，LPOP(获取并删除表头节点)，RPOP(获取并删除表尾节点)，LINDEX(获取指定索引的元素)，LLEN(获取列表长度)，

LINSERT(在列表指定位置插入元素)，LREM(删除不在指定索引范围内的节点)，LSET(更新指定位置上的节点)

12. 哈希对象的编码可以是ziplist(压缩列表)或者hashtable(字典) . (Map ? )

13. 哈希对象常用命令：

HSET(添加新节点)，HGET(获取对应的值)，HEXISTS(判断指定的键是否存在)，HDEL(删除指定的节点)，HLEN(返回键值对数量)，HGETALL(返回所有键值对)

14. 集合对象的编码可以是intset(整数集合)或者hashtable(字典) (Set ?)

15. 集合对象常用命令：

SADD，SCARD(获取元素数量)，SISMEMBER(判断元素是否存在)，SMEMBERS(返回所有键值)，SRANDMEMBER(随即返回一个元素)，SPOP(随即获取并删除元素)，SREM(删除所有给定元素)

16. 有序集合对象，编码可以是ziplist(压缩列表)或者skiplist(字典+跳跃表，使用两种结构更高效)  (SortedSet ? )

17. 有序集合对象常用命令：

ZADD，ZCAR(获取集合元素数量)，ZCOUNT(获取给定范围内节点数量)，ZRANG(从表头到表尾，返回给定索引范围内的所有元素)，ZREVRANGE(从表尾到表头，返回给定索引范围内的所有元素)，

ZRANK(从表头向表尾，返回节点排名)，ZREVRANK(从表尾到表头，返回节点排名)，ZREM(删除)，ZSCORE(获取分值)

18. Redis中用于操作键的命令基本上可以分为两种类型：

1). 可以对任何类型的键执行，比如：DEL命令，EXPIRE命令、RENAME命令、TYPE命令 、OBJECT命令等。

2). 只能对特定类型的键执行：

SET,GET,APPEND,STRLEN等命令只能对字符串键执行；

HDEL,HSET,HGET,HLEN等命令只能对哈希键执行；

RPUSH,LPOP,LINSERT,LLEN等命令只能对列表键执行；

SADD,SPOP,SINTER,SCARD等命令只能对集合键执行；

ZADD,ZCARD,ZRANK,ZSCORE等命令只能对有序集合键执行。

19. Redis 除了会根据值对象的类型来判断键是否能够执行指定的命令之外，还会根据值对象的编码方式，选择正确的命令实现代码来执行命令，决定调用哪种结构的函数来执行。

20. 内存回收：当对象的引用计数值变为0时，对象所占用的内存会被释放。

数据库

1. Redis服务器的所有数据库都保存在redisServer.db数组中，而数据库的数量则由redisServer.dbnum属性保存。Redis服务器默认会创建16个数据库。

2. 客户端通过修改目标数据库指针，让它指向redisServer.db数组中的不同元素来切换不同的数据库。从而实现切换数据库的功能--这就是SELECT命令实现原理。

3. 数据库主要有dict和expires两个字典构成，其中dict字典负责保存键值对，成为键空间(key space)；而expires字典则负责保存键的过期时间。

4. 因为数据库由字典构成，所以对数据库的操作都是建立在字典操作之上

5. 数据库的键总是一个字符串的对象，而值则可以是任意一种Redis对象类型，包括字符串对象、哈希表对象、集合对象、列表对象和有序集合对象，分别对应字符串键、哈希表键、集合键、列表键和有序集合键。

6. expires字典的键指向数据库中的某个键，而值则记录了数据库键的过期时间，过期时间是一个以毫秒为单位的UNIX时间戳。

7. Redis使用惰性删除和定期删除两种策略来删除过期的键：惰性删除策略只有在碰到过期键时才进行删除操作，定期删除策略则每隔一段时间主动查找并删除过期键。

8. 执行SAVE命令或者BGSAVE命令所产生的新RDB文件不会包含已过期的键。

9. 执行BGREWRITEAOF命令所产生的重写AOF文件不会包含已过期的键

10. 当一个过期键被删除之后，服务器会追加一条DEL命令到现有的AOF文件末尾，显示地删除过期键。

11. 当主服务器删除一个过期键之后，服务器会追加一条DLE命令到现有的AOF文件的末尾，显示地删除过期键。

12. 从服务器即使发现过期键也不会自作主张的删除它，而是等待主节点发来DLE命令，这种统一、中心化的过期键删除策略可以保证主从服务器数据的一致性。

13. 当Redis命令对数据库进行修改之后，服务器会根据配置向客户端发送数据库通知。

14. 默认情况下，Redis客户端的目标数据库为0号数据库，但客户端可以通过执行SELECT命令来切换目标数据库。

15. 添加新建、删除键、更新键、对键取值等操作都是通过对键空间进行操作来进行实现的。

16. 读写键空间时的维护操作：包括更新键空间命中次数和不命中次数，更新LRU(最后一次使用时间)，判断键是否过期等。

17. 设置生存时间或者过期时间：

1). EXPIRE <key> <ttl> 命令用于将键key的生存时间设置为ttl秒。

2). PEXPIRE <key> <ttl> 命令用于将键key的生存时间设置为ttl毫秒。

3). EXPIREAT <key> <timestamp> 命令用于将键key的过期时间设置为timestamp所指定秒数时间戳。

4). PEXPIREAT <key> <timestamp> 命令用于将键key的过期时间设置为timestamp所指定毫秒数时间戳。

实际上这些命令都是使用PEXPIREAT命令来实现的。

18. PERSIST命令可以移除一个键的过期时间

19. TTL命令以秒为单位返回键的剩余生存时间，而PPTL命令则以毫秒为单位返回键的剩余生存时间。

20. 过期删除策略：

1). 定时删除：使用定时器，定时删除。优点：保证尽快删除，释放内存        缺点：对CPU时间不友好

2). 惰性删除：程序取出键时对键进行检查，删除过期键值。  优点：对CPU时间友好，不会再无用的过期键上浪费CPU。      缺点：对内存不友好。

3). 定期删除：每隔一段时间执行一次删除过期操作，并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响。 难点在于确定删除操作执行的时长和频率。

21. 到目前为止，Redis仍然没有可以返回客户端目标数据库的命令。为避免对数据库进行误操作，在执行Redis命令，特别是想FLUSHDB这样的危险命令之前，最好先执行一个SELECT命令，

      显示地切换到指定的数据库，然后再执行别的命令。