键空间

Redis是一个键值对(key-value pair)数据库服务器，服务器中的每个数据库都由一个redis.h/redisDb结构表示，redisDb结构都dict字典保存了数据库中的所有键值对，我们将这个字典称为键空间(key space)

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
    dict *blocking_keys;
    dict *ready_keys;

    // 用于实现 WATCH 命令
    dict *watched_keys;
} redisDb;

原理

键空间和用户所见对数据库是直接对应的：

1.键空间的键也就是数据库的键，每个键都是一个字符串对象

2.键空间的值也就是数据库的值，每个值可以是字符串对象，列表对象，哈希表对象，集合对象和有序集合对象在内的任意一种Redis对象

实例

redis> SET message "hello world"
OK

redis> RPUSH alphabet "a" "b" "c"
(integer) 3

redis> HSET book name "Redis in Action"
(integer) 1

redis> HSET book author "Josiah L. Carlson"
(integer) 1

redis> HSET book publisher "Manning"
(integer) 1

那么在这些命令执行之后， 数据库的键空间将会是图

alphabet 是一个列表键， 键的名字是一个包含字符串 “alphabet” 的字符串对象， 键的值则是一个包含三个元素的列表对象。

book 是一个哈希表键， 键的名字是一个包含字符串 “book” 的字符串对象， 键的值则是一个包含三个键值对的哈希表对象。

message 是一个字符串键， 键的名字是一个包含字符串 “message” 的字符串对象， 键的值则是一个包含字符串 “hello world” 的字符串对象。

使用方法

添加新键

redis> SET date "2013.12.1"
OK

删除键

redis> DEL book
(integer) 1

更新键

redis> SET message "blah blah"
OK

//键空间中 book 键的值对象（一个哈希对象） 将被更新， 新的键值对 page 和 320 会被添加到值对象里面 redis> HSET book page 320 (integer) 1

对键取值

redis> GET message
"hello world"

//LRANGE 命令将首先在键空间中查找键 alphabet ， 找到键之后接着取得该键 所对应的列表对象值， 之后再返回列 表对象中包含的三个字符串对象的值 redis> LRANGE alphabet 0 -1 1) "a" 2) "b" 3) "c"

其他键空间操作

除了上面列出的添加、删除、更新、取值操作之外， 还有很多针对数据库本身的 Redis 命令， 也是通过对键空间进行处理来完成的。

比如说， 用于清空整个数据库的 FLUSHDB 命令， 就是通过删除键空间中的所有键值对来实现的。

又比如说， 用于随机返回数据库中某个键的 RANDOMKEY 命令， 就是通过在键空间中随机返回一个键来实现的。

另外， 用于返回数据库键数量的 DBSIZE 命令， 就是通过返回键空间中包含键值对的数量来实现的。

类似的命令还有 EXISTS 、 RENAME 、 KEYS ， 等等， 这些命令都是通过对键空间进行操作来实现的。

读写键空间时的维护操作

当使用 Redis 命令对数据库进行读写时， 服务器不仅会对键空间执行指定的读写操作， 还会执行一些额外的维护操作， 其中包括：

在读取一个键之后（读操作和写操作都要对键进行读取）， 服务器会根据键是否存在， 以此来更新服务器的键空间命中（hit）次数或键空间不命中（miss）次数， 这两个值可以在 INFO stats 命令的 keyspace_hits 属性和 keyspace_misses 属性中查看。

在读取一个键之后， 服务器会更新键的 LRU （最后一次使用）时间， 这个值可以用于计算键的闲置时间， 使用命令 OBJECT idletime 命令可以查看键 key 的闲置时间。

如果服务器在读取一个键时， 发现该键已经过期， 那么服务器会先删除这个过期键， 然后才执行余下的其他操作， 本章稍后对过期键的讨论会详细说明这一点。

如果有客户端使用 WATCH 命令监视了某个键， 那么服务器在对被监视的键进行修改之后， 会将这个键标记为脏（dirty）， 从而让事务程序注意到这个键已经被修改过， 《事务》一章会详细说明这一点。

服务器每次修改一个键之后， 都会对脏（dirty）键计数器的值增一， 这个计数器会触发服务器的持久化以及复制操作执行， 《RDB 持久化》、《AOF 持久化》和《复制》这三章都会说到这一点。

如果服务器开启了数据库通知功能， 那么在对键进行修改之后， 服务器将按配置发送相应的数据库通知， 本章稍后讨论数据库通知功能的实现时会详细说明这一点。