数据库

本章将对 Redis 数据库的构造和实现进行讨论。

除了说明数据库是如何储存数据对象之外，本章还会讨论键的过期信息是如何保存，而 Redis 又是如何删除过期键的。

数据库的结构

Redis 中的每个数据库，都由一个 redis.h/redisDb 结构表示：

typedef struct redisDb {

    // 保存着数据库以整数表示的号码
    int id;

    // 保存着数据库中的所有键值对数据
    // 这个属性也被称为键空间（key space）
    dict *dict;

    // 保存着键的过期信息
    dict *expires;

    // 实现列表阻塞原语，如 BLPOP
    // 在列表类型一章有详细的讨论
    dict *blocking_keys;
    dict *ready_keys;

    // 用于实现 WATCH 命令
    // 在事务章节有详细的讨论
    dict *watched_keys;

} redisDb;

下文将详细讨论 id 、 dict 和 expires 三个属性，以及针对这三个属性所执行的数据库操作。

数据库的切换

redisDb 结构的 id 域保存着数据库的号码。

这个号码很容易让人将它和切换数据库的 SELECT 命令联系在一起，但是，实际上，id 属性并不是用来实现 SELECT 命令，而是给 Redis 内部程序使用的。

当 Redis 服务器初始化时，它会创建出 redis.h/REDIS_DEFAULT_DBNUM 个数据库，并将所有数据库保存到 redis.h/redisServer.db 数组中，每个数据库的 id 为从 0 到 REDIS_DEFAULT_DBNUM - 1 的值。

当执行 SELECT number 命令时，程序直接使用 redisServer.db[number] 来切换数据库。

但是，一些内部程序，比如 AOF 程序、复制程序和 RDB 程序，需要知道当前数据库的号码，如果没有 id 域的话，程序就只能在当前使用的数据库的指针，和 redisServer.db 数组中所有数据库的指针进行对比，以此来弄清楚自己正在使用的是那个数据库。

以下伪代码描述了这个对比过程：

def PSEUDO_GET_CURRENT_DB_NUMBER(current_db_pointer):
    i = 0
    for db_pointer in redisServer.db:
        if db_pointer == current_db_pointer:
            break
        i += 1
    return i

有了 id 域的话，程序就可以通过读取 id 域来了解自己正在使用的是哪个数据库，这样就不用对比指针那么麻烦了。

数据库键空间

因为 Redis 是一个键值对数据库（key-value pairs database），所以它的数据库本身也是一个字典（俗称 key space）：

• 字典的键是一个字符串对象。
• 字典的值则可以是包括字符串、列表、哈希表、集合或有序集在内的任意一种 Redis 类型对象。

在 redisDb 结构的 dict 属性中，保存着数据库的所有键值对数据。

下图展示了一个包含 number 、 book 、 message 三个键的数据库 ——其中 number 键是一个列表，列表中包含三个整数值；book 键是一个哈希表，表中包含三个键值对；而 message 键则指向另一个字符串：