Redis 设计与实现

发表于 2023-11-23 更新于 2025-10-29 分类于专业阅读次数：本文字数： 634 阅读时长 ≈ 1 分钟

内容：

字符串（string）、散列（hash）、列表（list）、集合（set）和有序集合（sorted set）五种类型的键的底层实现。
Redis 的对象处理机制以及数据库的实现原理。
事务实现原理。
订阅与发布实现原理。
Lua 脚本功能的实现原理。
SORT 命令的的实现原理。
BITOP、BITCOUNT 等二进制位处理命令的实现原理。
慢查询日志的实现原理。
RDB 持久化和 AOF 持久化的实现原理。
Redis 事件处理器的实现原理。
Redis 服务器和客户端的实现原理。
复制（repication）、Sentinel 和集群（cluster）这三个多机功能的实现原理。

二、简单动态字符串

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串数组），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 作为 Redis 的默认字符串表示。

struct sdshdr {
  // 记录 buf 数组中已使用字节的数量
  // 等于 SDS 所保存字符串的长度
  int len;
  
  // 记录 buf 数组中未使用字节的数量
  int free;
  
  // 字节数组，用于保存字符串
  char buf[];
}

设计原因：

获取字符串长度所需复杂度从 O(N) 降低到 O(1)，确保获取字符串长度不会成为性能瓶颈。
杜绝缓冲区溢出。（忘记分配足够内存时）
减少修改字符串带来的内存重分配次数。（增长字符串需要扩展底层数组长度，相反需要释放空间）
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