redis 系列15 数据对象的(类型检查,内存回收,对象共享)和数据库切换

一.  概述

　　对于前面的五章中，已清楚了数据对象的类型以及命令实现，其实还有一种数据对象为HyperLogLog，以后需要用到再了解。下面再了解类型检查，内存回收，对象共享，对象的空转时长。

　　1.1   类型检查与命令多态

　　　　redis中用于操作键的命令基本上可以分为两种类型，一种是可以对任何的键执行，如：del, expire,rename,type,object 这些命令等,对于这些命令属于多态命令。另一种命令只能针对特定类型的键执行，如：

Set, get, append, strlen 等命令只能对字符串键执行

Hdel,hset,hget,hlen 等命令只能对哈希键执行

Rpush, lpop, linsert,llen 等命令只能对列表键执行

Sadd, spop, sinter,scard 等命令只能对集合键执行

Zadd,zcard,zrank,zscore 等命令只能对有序集合键执行

　　1.2. 内存回收

　　　　在c语言中并不具备自动内存回收功能，所以Redis在自己的对象系统中构建了一个引用计数来实现内存回收机制，通过这一机制，程序可以跟踪对象的引用 计数信息，在适当的时候自动释放对象并进行内存回收。

　　　　每个对象的引用计数信息由redisObject结构的refcount属性记录。对象的引用计数信息会随着对象的使用状态而不断变化：

　　　　　　(1)在创建一个新对象时，引用计数的值会被初始化为1;

　　　　　　(2)当对象被一个新程序使用时，它的引用计数值会加 1；

　　　　　　(3) 当对象不再被一个程序使用时，它的引用计数值会减1；

　　　　当对象的引用计数值变为0时，对象所占用的内存就会被释放。OBJECT REFCOUNT <key> 返回给定 key 引用所储存的值的次数。此命令主要用于除错。

　　1.3  对象共享

　　　　上面讲到了refcount属性，除了对象引用计数，还有对象共享的作用。假设键A创建了一个包含整数值100的字符串对象作为值对象，键B也要保存一个同样的值，那么在redis中，会让多个键共享同一个值对象，来节约内存 (实际在redis 4.06版本中对象共享不能通过refcount来识别) 。

　　1.4 对象的空转时长

　　　　在前面章节中介绍了redisobject结构的type,encoding,ptr 还有refcount属性，在该结构里还有一个属性为lru属性，该属性记录了对象最后一次被命令程序访问的时间。

　　　　OBJECT IDLETIME <key> 返回给定 key 自储存以来的空闲时间(idle， 没有被读取也没有被写入)，以秒为单位。

　　　　例如: 使用set命令新建一个key 为msg,  过一会时间使用object idletime命令打印该key的空转时长

    127.0.0.1:6379> set msg "hello"
    OK
    127.0.0.1:6379> object idletime msg   --显示空转时长110秒
    (integer) 110   
    127.0.0.1:6379> get msg    --再次被换醒
    "hello"
    127.0.0.1:6379> object idletime msg  --空转时长重新计算 3秒
    (integer) 3  

　　　　如果服务器打开了maxmemory选项，并且服务器用于回收的算法为volatile-lru或者allkeys-lru,那么当服务器占用的内存数超过了maxmemory选项所设置的上限值时。空转时长较高的那部分键会优先被服务器释放，从而回收内存。

    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所能使用的最大内存(bytes),默认为0,表示"无限制"。maxmemory-policy表示当达到maxmemory最大内存时，触发的"清除策略"。包括以下取值：

内存清除策略选项	说明
noeviction	不做任何干扰操作,直接返回OOM异常
volatile-lru	对"过期集合"中的数据采取LRU(近期最少使用)算法。如果对key使用"expire"指令指定了过期时间，那么此key将会被添加到"过期集合"中。全部移除仍不能满足内存需求,将OOM
allkeys-lru	对所有的数据,采用LRU算法
volatile-random	对"过期集合"中的数据采取"随即选取"算法,并移除选中的K-V,直到"内存足够"为止. 全部移除仍不能满足,将OOM
allkeys-random	对所有的数据,采取"随机选取"算法,并移除选中的K-V,直到"内存足够"为止
volatile-ttl	对"过期集合"中的数据采取TTL算法(最小存活时间),移除即将过期的数据.

二. 切换数据库

　　2.1  服务器中数据库

         redis服务器将所有数据库都保存在服务器状态redis.h/redisServer结构的db数组中，db数组的每个项都是一个redis.h/redisDB结构，每个redisDB结构代表一个数据库。在初始化服务器时，程序会根据服务器状态的dbnum属性来决定应该创建多少个数据库。默认情况下会创建16个数据库。、

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

    127.0.0.1:6379> config get  databases
    1) "databases"
    2) "16"

　　2.2 切换数据库

　　每个redis客户端都有自己的目标数据库，每当客户端执行数据库写命令或读命令的时候，就是操作自己的目标数据库。 默认情况下，redis客户端的目标数据库为0号数据库，但客户端可以通过执行select命令来切换目标数据库。

　　下例客户端在0号数据库设置并读取键msg,之后切换到1号数据库再读取msg键时，提示没有该键，说明数据库之间具有隔离性。

    127.0.0.1:6379> set msg "hello"
    OK
    127.0.0.1:6379> get msg
    "hello"
    127.0.0.1:6379> select 1  --切换到第2个数据库
    OK
    127.0.0.1:6379[1]> get msg   --没有该key
    (nil)