Redis设计与实现

Redis设计与实现

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作品简介

本书全面而完整地讲解了Redis的内部机制与实现方式,对Redis的大多数单机功能以及所有多机功能的实现原理进行了介绍,展示了这些功能的核心数据结构以及关键的算法思想,图示丰富,描述清晰,并给出大量参考信息。通过阅读本书,读者可以快速、有效地了解Redis的内部构造以及运作机制,更好、更高效地使用Redis。

本书主要分为四大部分。第一部分“数据结构与对象”介绍了Redis中的各种对象及其数据结构,并说明这些数据结构如何影响对象的功能和性能。第二部分“单机数据库的实现”对Redis实现单机数据库的方法进行了介绍,包括数据库、RDB持久化、AOF持久化、事件等。第三部分“多机数据库的实现”对Redis的Sentinel、复制、集群三个多机功能进行了介绍。第四部分“独立功能的实现”对Redis中各个相对独立的功能模块进行了介绍,涉及发布与订阅、事务、Lua脚本、排序、二进制位数组、慢查询日志、监视器等。本书作者专门维护了www.redisbook.com网站,提供带有详细注释的Redis源代码,以及本书相关的更新内容。

黄健宏 软件开发者,他喜欢函数式编程,热爱开源软件。出于对数据库的强烈兴趣,他开始阅读和分析 Redis 源代码,并对 Redis 2.6 和 Redis 3.0 的源代码进行了详细注释。他翻译并维护着 Redis 中文文档网站 www.RedisDoc .com ,编写 了 OORedis 库。除此之外,他还是《Redis in Action》一书的译者。

作者的豆瓣主页:douban.com/people/i_m_huangz/

作品目录

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热门划线

  1. Redis服务器实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略18 人
  2. 压缩列表(ziplist)是列表键和哈希键的底层实现之一。当一个列表键只包含少量列表项,并且每个列表项要么就是小整数值,要么就是长度比较短的字符串,那么Redis就会使用压缩列表来做列表键的底层实现。16 人
  3. Redis的事务和传统的关系型数据库事务的最大区别在于,Redis不支持事务回滚机制(rollback),即使事务队列中的某个命令在执行期间出现了错误,整个事务也会继续执行下去,直到将事务队列中的所有命令都执行完毕为止。16 人
  4. 整数集合不支持降级操作,一旦对数组进行了升级,编码就会一直保持升级后的状态。15 人
  5. SAVE命令会阻塞Redis服务器进程,直到RDB文件创建完毕为止,在服务器进程阻塞期间,服务器不能处理任何命令请求13 人
  6. 如果字符串对象保存的是一个字符串值,并且这个字符串值的长度大于32字节,那么字符串对象将使用一个简单动态字符串(SDS)来保存这个字符串值,并将对象的编码设置为raw。12 人
  7. 如果字符串对象保存的是一个字符串值,并且这个字符串值的长度小于等于32字节,那么字符串对象将使用embstr编码的方式来保存这个字符串值。12 人
  8. 服务器在载入RDB文件期间,会一直处于阻塞状态,直到载入工作完成为止。12 人
  9. 节点和单机服务器在数据库方面的一个区别是,节点只能使用0号数据库,而单机Redis服务器则没有这一限制。12 人
  10. 遵循空字符结尾这一惯例的好处是,SDS可以直接重用一部分C字符串函数库里面的函数。11 人
  11. 通过惰性空间释放策略,SDS避免了缩短字符串时所需的内存重分配操作,并为将来可能有的增长操作提供了优化。11 人
  12. 整数集合(intset)是集合键的底层实现之一,当一个集合只包含整数值元素,并且这个集合的元素数量不多时,Redis就会使用整数集合作为集合键的底层实现。11 人
  13. 复制积压缓冲区是由主服务器维护的一个固定长度( xed-size)先进先出(FIFO)队列,默认大小为1MB。11 人
  14. 因为dictEntry节点组成的链表没有指向链表表尾的指针,所以为了速度考虑,程序总是将新节点添加到链表的表头位置(复杂度为O(1)),排在其他已有节点的前面。10 人
  15. 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(将void*转换成long),并将字符串对象的编码设置为int。10 人
  16. 当一个主服务器被判断为客观下线时,监视这个下线主服务器的各个Sentinel会进行协商,选举出一个领头Sentinel,并由领头Sentinel对下线主服务器执行故障转移操作。10 人
  17. 常数复杂度获取字符串长度9 人
  18. C字符串中的字符必须符合某种编码(比如ASCII),并且除了字符串的末尾之外,字符串里面不能包含空字符,否则最先被程序读入的空字符将被误认为是字符串结尾,这些限制使得C字符串只能保存文本数据,而不能保存像图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据。9 人
  19. ht属性是一个包含两个项的数组,数组中的每个项都是一个dictht哈希表,一般情况下,字典只使用ht[0]哈希表,ht[1]哈希表只会在对ht[0]哈希表进行rehash时使用。9 人
  20. 在渐进式rehash执行期间,新添加到字典的键值对一律会被保存到ht[1]里面,而ht[0]则不再进行任何添加操作,这一措施保证了ht[0]包含的键值对数量会只减不增,并随着rehash操作的执行而最终变成空表。9 人
  21. 字符串对象的编码可以是int、raw或者embstr。9 人
  22. 列表对象的编码可以是ziplist或者linkedlist。9 人
  23. 目前来说,Redis会在初始化服务器时,创建一万个字符串对象,这些对象包含了从0到9999的所有整数值,当服务器需要用到值为0到9999的字符串对象时,服务器就会使用这些共享对象,而不是新创建对象。9 人
  24. 当过期键被惰性删除或者定期删除之后,程序会向AOF文件追加(append)一条DEL命令,来显式地记录该键已被删除。9 人
  25. 首先从数据库中读取键现在的值,然后用一条命令去记录键值对,代替之前记录这个键值对的多条命令,这就是AOF重写功能的实现原理。9 人
  26. 通过未使用空间,SDS实现了空间预分配和惰性空间释放两种优化策略。8 人
  27. 1.空间预分配8 人
  28. 通过这种预分配策略,SDS将连续增长N次字符串所需的内存重分配次数从必定N次降低为最多N次。8 人
  29. 这也是我们将SDS的buf属性称为字节数组的原因——Redis不是用这个数组来保存字符,而是用它来保存一系列二进制数据。8 人
  30. Redis的数据库就是使用字典来作为底层实现的,对数据库的增、删、查、改操作也是构建在对字典的操作之上的。8 人
  31. Redis使用跳跃表作为有序集合键的底层实现之一,如果一个有序集合包含的元素数量比较多,又或者有序集合中元素的成员(member)是比较长的字符串时,Redis就会使用跳跃表来作为有序集合键的底层实现。8 人
  32. 通过encoding属性来设定对象所使用的编码,而不是为特定类型的对象关联一种固定的编码,极大地提升了Redis的灵活性和效率,因为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。8 人
  33. 集合对象的编码可以是intset或者hashtable。8 人
  34. BGSAVE命令会派生出一个子进程,然后由子进程负责创建RDB文件,服务器进程(父进程)继续处理命令请求:8 人
  35. AOF文件重写并不需要对现有的AOF文件进行任何读取、分析或者写入操作,这个功能是通过读取服务器当前的数据库状态来实现的8 人
  36. 当数据库中的16384个槽都有节点在处理时,集群处于上线状态(ok);相反地,如果数据库中有任何一个槽没有得到处理,那么集群处于下线状态(fail)。8 人
  37. clusterState.slots数组记录了集群中所有槽的指派信息,而clusterNode.slots数组只记录了clusterNode结构所代表的节点的槽指派信息,这是两个slots数组的关键区别所在。8 人
  38. Redis集群的重新分片操作可以将任意数量已经指派给某个节点(源节点)的槽改为指派给另一个节点(目标节点),并且相关槽所属的键值对也会从源节点被移动到目标节点。8 人
  39. 因为Redis使用单线程的方式来执行事务(以及事务队列中的命令),并且服务器保证,在执行事务期间不会对事务进行中断,因此,Redis的事务总是以串行的方式运行的,并且事务也总是具有隔离性的。8 人
  40. Redis没有直接使用C语言传统的字符串表示(以空字符结尾的字符数组,以下简称C字符串),而是自己构建了一种名为简单动态字符串(simple dynamic string,SDS)的抽象类型,并将SDS用作Redis的默认字符串表示。7 人
  41. next属性是指向另一个哈希表节点的指针,这个指针可以将多个哈希值相同的键值对连接在一次,以此来解决键冲突(collision)的问题。7 人
  42. Redis的哈希表使用链地址法(separate chaining)来解决键冲突7 人
  43. Redis只在两个地方用到了跳跃表,一个是实现有序集合键,另一个是在集群节点中用作内部数据结构7 人
  44. 有序集合的编码可以是ziplist或者skiplist。7 人
  45. 在执行SAVE命令或者BGSAVE命令创建一个新的RDB文件时,程序会对数据库中的键进行检查,已过期的键不会被保存到新创建的RDB文件中。7 人
  46. SLAVEOF命令是一个异步命令7 人
  47. Redis集群是Redis提供的分布式数据库方案,集群通过分片(sharding)来进行数据共享,并提供复制和故障转移功能。7 人

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