本文及后续文章，Redis版本均是v3.2.8
我们知道一个database内的这个映射关系是用一个dict来维护的。dict的key固定用一种数据结构来表达，这这数据结构就是动态字符串sds。而value则比较复杂，为了在同一个dict内能够存储不同类型的value，这就需要一个通用的数据结构。针对不同的使用场景，这个通用的数据结构可以使用不同的数据结构实现，这样可以优化在不同场景下的效率。这个通用的数据结构就是robj（redisObject），也是本文主要探讨的redis中的对象是怎么实现的。
robj数据结构
在server.h文件中，定义robj的相关代码
/* A redis object, that is a type able to hold a string / list / set */
/* The actual Redis Object */
#define LRU_BITS 24
#define LRU_CLOCK_MAX ((1<<LRU_BITS)-1) /* Max value of obj->lru */
#define LRU_CLOCK_RESOLUTION 1000 /* LRU clock resolution in ms */
typedef struct redisObject {
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
unsigned lru:LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */
int refcount;
void *ptr;
} robj;
-
type: 对象的数据类型。占4个bit，可能的取值有5种：OBJ_STRING, OBJ_LIST, OBJ_SET, OBJ_ZSET, OBJ_HASH，分别对应提供给我们长使用的5种数据结构（字符串对象(string)、列表对象(list)、哈希对象(hash)、集合对象(set)和有序集合对象(zset)），稍后再介绍5钟数据类型。
-
encoding: 对象的内部编码方式。占4个bit，可能的取值有10种，稍后再介绍10钟编码方式。
-
lru: lru time，占24个bit。
-
refcount: 引用计数。它允许robj对象在某些情况下被共享。
-
ptr: 数据指针，指向实现对象的底层数据结构。比如，一个代表string的robj，它的ptr可能指向一个sds结构。
对象的类型type
/* Object types */
#define OBJ_STRING 0
#define OBJ_LIST 1
#define OBJ_SET 2
#define OBJ_ZSET 3
#define OBJ_HASH 4
对象的编码encoding
/* Objects encoding. Some kind of objects like Strings and Hashes can be
* internally represented in multiple ways. The 'encoding' field of the object
* is set to one of this fields for this object. */
#define OBJ_ENCODING_RAW 0 /* Raw representation */
#define OBJ_ENCODING_INT 1 /* Encoded as integer */
#define OBJ_ENCODING_HT 2 /* Encoded as hash table */
#define OBJ_ENCODING_ZIPMAP 3 /* Encoded as zipmap */
#define OBJ_ENCODING_LINKEDLIST 4 /* Encoded as regular linked list */
#define OBJ_ENCODING_ZIPLIST 5 /* Encoded as ziplist */
#define OBJ_ENCODING_INTSET 6 /* Encoded as intset */
#define OBJ_ENCODING_SKIPLIST 7 /* Encoded as skiplist */
#define OBJ_ENCODING_EMBSTR 8 /* Embedded sds string encoding */
#define OBJ_ENCODING_QUICKLIST 9 /* Encoded as linked list of ziplists */
我们从以上的注释中知道，对于同一个type，还可能对应不同的encoding，这说明同样的一个数据类型，可能存在不同的内部编码方式。
例如当type = OBJ_STRING时，表示这个robj存储的是一个string，那么encoding可以是下面3种选择：
-
OBJ_ENCODING_RAW: string采用原生的表示方式，即用sds来表示。
-
OBJ_ENCODING_INT: string采用数字的表示方式，实际上是一个long型。
-
OBJ_ENCODING_EMBSTR: string采用一种特殊的嵌入式的sds来表示。
encoding：
-
OBJ_ENCODING_RAW: 最原生的表示方式。其实只有string类型才会用这个encoding值（表示成简单动态字符串sds）。
-
OBJ_ENCODING_INT: 表示成数字。实际用long表示。
-
OBJ_ENCODING_HT: 表示成dict。
-
OBJ_ENCODING_ZIPMAP: 是个旧的表示方式，已不再用。
-
OBJ_ENCODING_LINKEDLIST: 双端列表，已不再用
-
OBJ_ENCODING_ZIPLIST: 表示成ziplist。
-
OBJ_ENCODING_INTSET: 表示成intset。用于set数据结构。
-
OBJ_ENCODING_SKIPLIST: 表示成skiplist。用于sorted set数据结构。
-
OBJ_ENCODING_EMBSTR: 表示成一种特殊的嵌入式的sds。
-
OBJ_ENCODING_QUICKLIST: 表示成quicklist。用于list数据结构。
访问时间lru
lru属性（占24 bit）表示对象最后一次别访问的时间，根据lru判断对象是否应该被释放，本文暂不做分析。
引用计数refcount
由于C语言并不具备内存回收机制，所以redis通过refcount记录robj共享的次数。当refcount为0时即robj对象没有在被应用，表示该robj对象应该被释放，回收内存。
我们看下object.c文件中代码
void incrRefCount(robj *o) {
o->refcount++;
}
void decrRefCount(robj *o) {
if (o->refcount <= 0) serverPanic("decrRefCount against refcount <= 0");
if (o->refcount == 1) {
switch(o->type) {
case OBJ_STRING: freeStringObject(o); break;
case OBJ_LIST: freeListObject(o); break;
case OBJ_SET: freeSetObject(o); break;
case OBJ_ZSET: freeZsetObject(o); break;
case OBJ_HASH: freeHashObject(o); break;
default: serverPanic("Unknown object type"); break;
}
zfree(o);
} else {
o->refcount--;
}
}
从代码可以看出，释放对象时，根据对象的类型type，释放对象保存的数据结构，再释放对象。
例如释放set对象时：
void freeSetObject(robj *o) {
switch (o->encoding) {
case OBJ_ENCODING_HT:
dictRelease((dict*) o->ptr);
break;
case OBJ_ENCODING_INTSET:
zfree(o->ptr);
break;
default:
serverPanic("Unknown set encoding type");
}
}
根据不同的编码实现，调用不同的底层释放函数。
其他对象的操作函数都在object.c文件中，这里就不一一列举了。
在上一篇文章《Redis数据结构之sds》中，我们简单地提到了sds与string的关系，当初我们简单的理解string对象就是sds。
现在我们了解了robj的概念之后，我们在重新总结一下sds与string的关系：
-
string对象在Redis中是用一个robj（redisObject）来表示的。
-
string对象编码方式有3种：OBJ_ENCODING_RAW, OBJ_ENCODING_EMBSTR, OBJ_ENCODING_INT。其中前两种编码使用sds来存储，最后一种OBJ_ENCODING_INT编码直接把string存成了long型。
-
在对string进行incr, decr等操作的时候，
如果它内部是OBJ_ENCODING_INT编码，那么可以直接进行加减操作；如果它内部是OBJ_ENCODING_RAW或OBJ_ENCODING_EMBSTR编码，那么Redis会先试图把sds存储的字符串转成long型，如果能转成功，再进行加减操作。
-
对一个内部表示成long型的string执行append, getrange, setbit等命令，针对的仍然是string的值（即十进制表示的字符串），而不是针对内部表示的long型进行操作。
总结
我们回顾下，robj的作用：
-
为多种数据类型提供一种统一的表示方式。
-
允许同一类型的数据采用不同的内部表示，从而在某些情况下尽量节省内存。
-
支持对象共享和引用计数。当对象被共享的时候，只占用一份内存拷贝，进而节省内存。
--EOF--