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redis 系列15 資料物件的(型別檢查,記憶體回收,物件共享)和資料庫切換

一.  概述

  對於前面的五章中,已清楚了資料物件的型別以及命令實現,其實還有一種資料物件為HyperLogLog,以後需要用到再瞭解。下面再瞭解型別檢查,記憶體回收,物件共享,物件的空轉時長。

  1.1   型別檢查與命令多型

    redis中用於操作鍵的命令基本上可以分為兩種型別,一種是可以對任何的鍵執行,如:del, expire,rename,type,object 這些命令等,對於這些命令屬於多型命令。另一種命令只能針對特定型別的鍵執行,如:

Set, get, append, strlen 等命令只能對字串鍵執行

Hdel,hset,hget,hlen 等命令只能對雜湊鍵執行

Rpush, lpop, linsert,llen 等命令只能對列表鍵執行

Sadd, spop, sinter,scard 等命令只能對集合鍵執行

Zadd,zcard,zrank,zscore 等命令只能對有序集合鍵執行

  1.2. 記憶體回收

    在c語言中並不具備自動記憶體回收功能,所以Redis在自己的物件系統中構建了一個引用計數來實現記憶體回收機制,通過這一機制,程式可以跟蹤物件的引用 計數資訊,在適當的時候自動釋放物件並進行記憶體回收。

    每個物件的引用計數資訊由redisObject結構的refcount屬性記錄。物件的引用計數資訊會隨著物件的使用狀態而不斷變化:

      (1)在建立一個新物件時,引用計數的值會被初始化為1;

      (2)當物件被一個新程式使用時,它的引用計數值會加 1;

      (3) 當物件不再被一個程式使用時,它的引用計數值會減1;

    當物件的引用計數值變為0時,物件所佔用的記憶體就會被釋放。OBJECTREFCOUNT<key> 返回給定 key 引用所儲存的值的次數。此命令主要用於除錯。

  1.3  物件共享

    上面講到了refcount屬性,除了物件引用計數,還有物件共享的作用。假設鍵A建立了一個包含整數值100的字串物件作為值物件,鍵B也要儲存一個同樣的值,那麼在redis中,會讓多個鍵共享同一個值物件,來節約記憶體 (實際在redis 4.06版本中物件共享不能通過refcount來識別) 。

  1.4 物件的空轉時長

    在前面章節中介紹了redisobject結構的type,encoding,ptr 還有refcount屬性,在該結構裡還有一個屬性為lru屬性,該屬性記錄了物件最後一次被命令程式訪問的時間。

    OBJECT IDLETIME <key> 返回給定 key 自儲存以來的空閒時間(idle, 沒有被讀取也沒有被寫入),以秒為單位。

    例如: 使用set命令新建一個key 為msg,  過一會時間使用object idletime命令列印該key的空轉時長

    127.0.0.1:6379> set msg "hello"
    OK
    127.0.0.1:6379> object idletime msg   --顯示空轉時長110秒
    (integer) 110   
    127.0.0.1:6379> get msg    --再次被換醒
    "hello"
    127.0.0.1:6379> object idletime msg  --空轉時長重新計算 3秒
    (integer) 3  

    如果伺服器打開了maxmemory選項,並且伺服器用於回收的演算法為volatile-lru或者allkeys-lru,那麼當伺服器佔用的記憶體數超過了maxmemory選項所設定的上限值時。空轉時長較高的那部分鍵會優先被伺服器釋放,從而回收記憶體。

    127.0.0.1:6379> config get maxmemory
    1) "maxmemory"
    2) "0"
    127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy
    1) "maxmemory-policy"
    2) "noeviction"

    maxmemory 表示redis-cache所能使用的最大記憶體(bytes),預設為0,表示"無限制"。maxmemory-policy表示當達到maxmemory最大記憶體時,觸發的"清除策略"。包括以下取值:

記憶體清除策略選項

說明

noeviction 

不做任何干擾操作,直接返回OOM異常

volatile-lru 

對"過期集合"中的資料採取LRU(近期最少使用)演算法。如果對key使用"expire"指令指定了過期時間,那麼此key將會被新增到"過期集合"中。全部移除仍不能滿足記憶體需求,將OOM

allkeys-lru

對所有的資料,採用LRU演算法

volatile-random 

對"過期集合"中的資料採取"隨即選取"演算法,並移除選中的K-V,直到"記憶體足夠"為止. 全部移除仍不能滿足,將OOM

allkeys-random

對所有的資料,採取"隨機選取"演算法,並移除選中的K-V,直到"記憶體足夠"為止

volatile-ttl 

對"過期集合"中的資料採取TTL演算法(最小存活時間),移除即將過期的資料.

二. 切換資料庫

2.1  伺服器中資料庫

         redis伺服器將所有資料庫都儲存在伺服器狀態redis.h/redisServer結構的db陣列中,db陣列的每個項都是一個redis.h/redisDB結構,每個redisDB結構代表一個數據庫。在初始化伺服器時,程式會根據伺服器狀態的dbnum屬性來決定應該建立多少個數據庫。預設情況下會建立16個數據庫。、

 struct redisServer{
            redisDb* db;
            int dbnum;
            ...
        };

  2.2 切換資料庫

  每個redis客戶端都有自己的目標資料庫,每當客戶端執行資料庫寫命令或讀命令的時候,就是操作自己的目標資料庫。 預設情況下,redis客戶端的目標資料庫為0號資料庫,但客戶端可以通過執行select命令來切換目標資料庫。

  下例客戶端在0號資料庫設定並讀取鍵msg,之後切換到1號資料庫再讀取msg鍵時,提示沒有該鍵,說明資料庫之間具有隔離性。

    127.0.0.1:6379> set msg "hello"
    OK
    127.0.0.1:6379> get msg
    "hello"
    127.0.0.1:6379> select 1  --切換到第2個數據庫
    OK
    127.0.0.1:6379[1]> get msg   --沒有該key
    (nil)