RedisServer、数据RedisDB与数据字典Dict

作者：编程技术之道 2023-05-03 09:18:24数据库 Redis 字典本文通过讲解 RedisServer、RedisDB与数据字典Dict之间的数据联系，同时通过分析Set指令(v7.0 版本目前有240个命令)的字典执行过程，可以对其底层原理有更深的数据认知。

1、字典关于Redis

众所周知Redis是数据流行的、开源的字典，使用C语言开发的数据高性能，基于内存的字典key/value数据库。它具有高效、数据精心设计的字典底层数据结构，同时支持多种数据类型(string、数据list、字典set、数据zset、hash、bitmap、geo、hyperloglog等)，让其能够拥有100K+/s的读写性能。正是由于这些优势让它在众多数据库中脱颖而出，支撑着众多互联网公司的海量业务。

那么你有没有想过，它的底层是如何运作的？本文从RedisServer的底层结构入手，并通过追溯Set指令操作过程与key的过期时间窥探一下运行原理。

2、redisServer、redisDB与数据字典dict

Redis服务是常见的c/s架构设计，即：Redis client客户端通过与Redis Server服务端建立连接后对存储在Redis Server端的数据进行操作。Redis Server作为一个单独的进程运行在计算机上，其对数据进行操作的工作线程为单线程，减少了锁开销以及上下文的切换。

在Redis Server进程内部有一个全局变量redisServer，存储着当前Redis Server的所有数据库、key/value数据以及其他众多信息，在Redis Server完全启动并对外服务之前对其进行初始化、赋予默认值等操作，它是运行时的一个重要数据入口。

从上图可知，Redis Server默认共拥有(0-15,自定义最大为0-255)16个数据库(redisDB)，每个数据库包含有若干数据字典(dict)，每个数据字典存储不同意义的数据。例如：redisDb.dict 是存储当前数据库所有key/value的keyspace，redisDb.expires 是存储当前数据库所有设置了过期时间的keyspace。

查询数据时从数据字典 redisDb.dict 中获取，判断/获取key的过期时间等操作时从数据字典 redisDb.expires 中获取。每个数据字典存储数据时，考虑扩容等因素会有用2个 ht_table，在未扩容时数据全部存储在 ht_table[0]，否则可能在 ht_table[0]与ht_table[1] 都存有数据，ht_table 使用 bucket+链表(不同key在经过hash计算之后发生碰撞，会存储在同一个bucket的链表中)的形式存储具体的key/value。

3、redis client如何与数据库建立联系

每当redis client客户端与Redis Server服务端建立连接之后，Redis Server为该客户端创建结构体 client 用于存储客户端相关信息，其中就包含客户端所使用的数据库(默认为0，可以通过select指令选择其他数据库)。然后Redis Server服务端通过双向链表把这些client连接起来，存储到全局变量redisServer的clients字段中。就这样redis client客户端与Redis数据库建立了联系，后续就能直接找到对应数据库进行读、写等操作。

每当redis client客户端发送命令到服务端之后，Redis Server通过 client.db 找到对应的数据库，然后进行相关操作。

4、Set指令执行过程

5、小结

本文通过讲解 redisServer、redisDB与数据字典dict之间的联系，同时通过分析Set指令(v7.0 版本目前有240个命令)的执行过程，可以对其底层原理有更深的认知。

曾经有一位技术大咖说过：若想学习一个好的开源项目，那么首推Redis，无论从代码功能、变量声明，甚至从注释来看都无可挑剔。

责任编辑：姜华 来源： 今日头条 RedisDB数据字典Dict

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