Redis 设计与实现

本书的目标是以简明易懂的方式讲解 Redis 的内部运行机制, 通过阅读本书, 你可以了解到 Redis 从数据结构到服务器构造在内的几乎所有知识。

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为了保证内容的简洁性, 本书会尽量以高抽象层次的角度来观察 Redis , 并将代码的细节留给读者自己去考究。

如果读者只是对 Redis 的内部运作机制感兴趣, 但并不想深入代码, 那么只阅读本书就足够了。

另一方面, 对于需要深入研究 Redis 代码的读者, 本书附带了一份 带有详细注释的 Redis 2.6 源代码 , 可以配合本书一并使用。

第一部分:内部数据结构

Redis 和其他很多 key-value 数据库的不同之处在于, Redis 不仅支持简单的字符串键值对, 它还提供了一系列数据结构类型值, 比如列表、哈希、集合和有序集, 并在这些数据结构类型上定义了一套强大的 API 。

通过对不同类型的值进行操作, Redis 可以很轻易地完成其他只支持字符串键值对的 key-value 数据库很难(或者无法)完成的任务。

在 Redis 的内部, 数据结构类型值由高效的数据结构和算法进行支持, 并且在 Redis 自身的构建当中, 也大量用到了这些数据结构。

这一部分将对 Redis 内存所使用的数据结构和算法进行介绍。

第二部分:内存映射数据结构

虽然内部数据结构非常强大, 但是创建一系列完整的数据结构本身也是一件相当耗费内存的工作, 当一个对象包含的元素数量并不多, 或者元素本身的体积并不大时, 使用代价高昂的内部数据结构并不是最好的办法。

为了解决这一问题, Redis 在条件允许的情况下, 会使用内存映射数据结构来代替内部数据结构。

内存映射数据结构是一系列经过特殊编码的字节序列, 创建它们所消耗的内存通常比作用类似的内部数据结构要少得多, 如果使用得当, 内存映射数据结构可以为用户节省大量的内存。

不过, 因为内存映射数据结构的编码和操作方式要比内部数据结构要复杂得多, 所以内存映射数据结构所占用的 CPU 时间会比作用类似的内部数据结构要多。

这一部分将对 Redis 目前正在使用的两种内存映射数据结构进行介绍。

第四部分:功能的实现

除了针对单个键值对的操作外, Redis 还提供了一些同时对多个键值对进行处理的功能, 比如事务和 Lua 脚本。

另外, 一些辅助性的功能, 比如慢查询, 以及一些和数据库无关的功能, 比如订阅与发布, 我们也会经常用到。

通过理解这些功能的底层实现, 我们可以更有效地使用它们。

这一部分将对这些功能进行介绍。

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