數據庫的實現

我們先看代碼 server.h/redisServer

struct redisServer{...//保存 db 的數組redisDb *db;//db 的數量int dbnum;...
}

再看redisDb的代碼：

typedef struct redisDb {dict *dict;                 /* The keyspace for this DB */dict *expires;              /* Timeout of keys with a timeout set */dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP)*/dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */dict *watched_keys;         /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */int id;                     /* Database ID */long long avg_ttl;          /* Average TTL, just for stats */
} redisDb;

總體來說redis的 server 包含若干個（默認16個） redisDb 數據庫。

Redis 是一個 k-v 存儲的鍵值對數據庫。其中字典 dict 保存了數據庫中的所有鍵值對，這個地方叫做 keyspace 直譯過來就是“鍵空間”。

所以我們就可以這么認為，在 redisDb 中我們使用 dict（字典）來維護鍵空間。

keyspace 的 key 是數據庫的 key，每一個key 是一個字符串對象。注意不是字符串，而是字符串對象。

keyspace 的 value 是數據庫的 value，這個 value 可以是 redis 的，字符串對象，列表對象，哈希表對象，集合對象或者有序對象中的一種。

數據庫讀寫操作

所以對于數據的增刪改查，就是對 keyspace 這個大 map 的增刪改查。

當我們執行：

redis SET mobile "13800000000"
實際上就是為 keyspace 增加了一個 key 是包含字符串“mobile”的字符串對象，value 為包含字符“13800000000”的字符串對象。

看圖：

對于刪改查，沒啥好說的。類似java 的 map 操作，大多數程序員應該都能理解。

需要特別注意的是，再執行對鍵的讀寫操作的時候，Redis 還要做一些額外的維護動作：

• 維護 hit 和 miss 兩個計數器。用于統計 Redis 的緩存命中率。
• 更新鍵的 LRU 時間，記錄鍵的最后活躍時間。
• 如果在讀取的時候發現鍵已經過期，Redis 先刪除這個過期的鍵然后再執行余下操作。
• 如果有客戶對這個鍵執行了 WATCH 操作，會把這個鍵標記為 dirty，讓事務注意到這個鍵已經被改過。
• 沒修改一次 dirty 會增加1。
• 如果服務器開啟了數據庫通知功能，鍵被修改之后，會按照配置發送通知。

鍵的過期實現

Redis 作為緩存使用最主要的一個特性就是可以為鍵值對設置過期時間。

在 Redis 中與過期時間有關的命令

• EXPIRE 設置 key 的存活時間單位秒
• EXPIREAT 設置 key 的過期時間點單位秒
• PEXPIRE 設置 key 的存活時間單位毫秒
• PEXPIREAT 設置 key 的過期時間點單位毫秒

其實這些命令，底層的命令都是由 REXPIREAT 實現的。

在 redisDb 中使用了 dict *expires，來存儲過期時間的。其中 key 指向了 keyspace 中的 key（c 語言中的指針）， value 是一個 long long 類型的時間戳，標定這個 key 過期的時間點，單位是毫秒。

如果我們為上文的 mobile 增加一個過期時間。

redis PEXPIREAT mobile 1521469812000
這個時候就會在過期的 字典中增加一個鍵值對。如下圖：

對于過期的判斷邏輯就很簡單：

1. 在 字典 expires 中 key 是否存在。
2. 如果 key 存在，value 的時間戳是否小于當前系統時間戳。