《Redis设计与实现》之第八章：对象

之前我们学习了Redis中使用到的数据结构，但是Redis并没有直接使用这些数据结构来实现键值对数据库，而是基于这些数据结构创建了一个对象系统。该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中类型的对象。
一.对象的类型和编码
Redis使用对象来表示数据库中的键和值，每次在数据库中新创建一个键值对时，至少会创建两个对象，一个对象用作键值对的键（键对象），一个对象用作键值对的值（值对象）。
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有关的三个属性分别是type,encoding,ptr.
结构：
typedf struct redisObject{
   //类型
   unsigned type:4;

   //编码
   usigned encoding:4;

   //执行底层实现数据结构的指针
   void *ptr;
}

1.类型
type记录对象的类型,这个属性的值可以时下表中常量中的一个

对于Redis数据库保存的键值对来说，键总是一个字符串对象，而值可以是字符串对象，列表对象，哈希对象，集合对象，或有序集合对象中的一种。
字符串键：该键对象的值为字符串对象
列表键：该键对象的值为列表对象

2.编码和底层实现

encoding属性记录了对象使用的编码，也就是说指明这个对象使用了什么数据结构作为对象的底层实现。该属性值可以是下列中的一个。ptr指针指向对象的底层实现数据结构。

Redis中每种类型的对象都至少使用了两种不同的编码(在底层至少使用了两种数据结构)。

通过encoding属性来设定对象使用的编码，可以提高Redis的灵活性和效率。这样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，优化对象在某一个场景下的效率。（如果是为特定类型的对象关联一种特定的编码，这样的就太死板了。这种设计的思想可以学习下）

二，字符串对象

1. 字符串对象的编码有三种，int, raw, embstr

如果一个字符串对象保存的是整数值，并且这个整数值可以用long类型来表示，那么字符串对象会将整数值保存在字符串对象结构的ptr属性里面，并将字符串对象的编码设置为int。

如果字符串对象保存的时一个字符串值，并且这个字符串值的长度小于等于39字节，那么字符串对象使用embstr编码方式来保存这个字符串值

embstr编码是专门用来保存短字符串的一种优化编码方式,通过调用一次内存分配函数来分配一块连续的空间，空间中依次包含redisObject和sdshdr两个结构。

如果字符串对象保存的时一个字符串值，并且这个字符串值的长度大于39字节，那么字符串对象使用raw编码方式来保存这个字符串值

raw编码也是使用redisObject结构和sdshdr结构来表示字符串对象，但是raw编码会调用两次内存分配函数来分别创建redisObject结构和sdshdr结构。

对比：

　　embstr编码创建字符串对象只需要调用一次内存分配函数

　　释放embstr编码的字符串对象只需要调用一次内存释放函数

　　embstr编码的字符串对象的所有数据都保存在一块连续的内存中，能够更好的利用缓存带来的优势

对于浮点数，redis保存的类型是字符串类型的值；在需要取浮点数进行数学运算时，会将字符串类型的浮点数值取出来转回浮点数值，执行完计算后，再转换成字符串保存。

2.编码的转换

int编码和embstr编码的字符串对象在合适的条件下会转换成raw编码的字符串对象。
当int编码的字符串对象进行某些操作后不在是整数值时，会转换为raw编码的字符串
embstr编码的字符串是只读的，他没有任何修改的方法函数，所以放对embstr编码的字符串对象执行修改命令后，都会转换为raw编码的字符串

三，列表对象

1.列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist。

ziplist是一种压缩链表，它的好处是更能节省内存空间，因为它所存储的内容都是在连续的内存区域当中的。当列表对象元素不大，每个元素也不大的时候，就采用ziplist存储。但当数据量过大时就ziplist就不是那么好用了。因为为了保证他存储内容在内存中的连续性，插入的复杂度是O(N)，即每次插入都会重新进行realloc。如下图所示，对象结构中ptr所指向的就是一个ziplist。整个ziplist只需要malloc一次，它们在内存中是一块连续的区域。