类型检查与命令多态

概述

redis中用于操作键的命令基本上可以分为两种类型。其中一种命令可以对任何类型的键执行，比如说DEL命令、EXPIRE命令、RENAME命令、TYPE命令、OBJECT命令等.

而另一种命令只能对特定类型的键执行，比如说

• 1.SET、GET、APPEND、STRLEN等命令只能对字符串键执行;
• 2.HDEL、HSET、HGET、HLEN等命令只能对哈希键执行
• 3.RPUSH、LPOP、LINSERT、LLEN等命令只能对列表键执行
• 4.SADD、SPOP、SINTER、SCARD等命令只能对集合键执行
• 5.ZADD、ZCARD、ZRANK、ZSCORE等命令只能对有序集合键执行

例子

• 举个例子，以下代码就展示了使用DEL命令来删除三种不同类型的键:

// 字符串键
127.0.0.1:6379> SET msg "hello"
OK
// 列表键
127.0.0.1:6379> RPUSH numbers 1 2 3
(integer) 3
// 集合键
127.0.0.1:6379> SADD  fruits apple banana cherry
(integer) 3

127.0.0.1:6379> DEL msg
(integer) 1
127.0.0.1:6379> DEL numbers
(integer) 1
127.0.0.1:6379> DEL fruits
(integer) 1

• 举个例子，我们可以用SET命令创建一个字符串键，然后用GET命令和APPEND命令操作这个键，但如果我们试图对这个键执行只有列表键才能执行的LLEN命令，那么Redis将向我们返回一个类型错误

127.0.0.1:6379> SET msg "hello world"
OK
127.0.0.1:6379> GET msg
"hello world"
127.0.0.1:6379> APPEND msg " again!"
(integer) 18
127.0.0.1:6379> GET msg
"hello world again!"
127.0.0.1:6379> LLEN msg
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

类型检查的实现

Redis为了确保只有指定类型的键可以执行某些特定的命令，在执行一个类型特定的命令之前,Redis会先检查输入键的类型是否正确，然后再决定是否执行给定的命令。类型特定命令所进行的类型检查是通过redisObject结构的type属性来实现的:

• 1.在执行一个类型特定命令之前，服务器会先检查输入数据库键的值对象是否为执行命令所需的类型，如果是的话，服务器就对键执行指定的命令;
• 2.否则，服务器将拒绝执行命令，并向客户端返回一个类型错误

例子

• 举个例子，对于LLEN命令来说:
  1.在执行LLEN命令之前，服务器会先检查输入数据库键的之对象是否为列表类型，也即是，检查值对象redisObject结构type属性的值是否为REDIS_LIST.如果是的话，服务器就对键执行LLEN命令
  2.否则的话，服务器就拒绝执行命令并向客户端返回一个类型错误。
  检查过程如图
  

多态命令的实现

Redis除了会根据值对象的类型来判断是否能够执行指定命令之外，还会根据值对象的编码方式，选择正确的命令实现代码来执行命令。

现在，考虑这样一个情况，如果对一个键执行LLEN命令，那么服务器除了要确保执行命令的是列表键之外，还需要根据键的值对象所使用的编码来选择正确的LLEN命令实现:

• 1.如果列表对象的编码为ziplist，那么说明列表对象的实现为压缩列表，程序将使用ziplistLen函数来返回列表的长度
• 2.如果列表对象的编码为linkedlist，那么说明列表对象的实现为双端链表，程序将使用listLength函数来返回双端链表的长度

用面向对象的术语来说，可以认为LLEN命令是多态的，只要执行LLEN命令的是列表键，那么无论值对象使用的是ziplist编码还是linkedlist编码，命令都可以正常执行

实际上，可以将DEL、EXPIRE、TYPE等命令也称多态命令，因为无论输入的键是什么类型，这些命令都可以正确地执行，。

DEL、EXPIRE等命令和LLEN等命令地区别在于，前者是基于类型地多态——一个命令可以同时用于处理多种不同类型地键，而后者是基于编码的多态——一个命令可以同时用于处理多种不同编码

例子

• 举个例子，列表对象有ziplist和linkedlist两种编码可用，其中前者使用压缩列表API来实现列表命令，而后者则使用双端链表API来实现列表命令。
  
  如图展示了LLEN命令从类型检查到根据编码选择实现函数的整个执行过程，其他类型特定命令的执行过程也是类似

内存回收

概述

因为C语言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(reference counting)技术实现的内存回收机制，通过这一机制，程序可以通过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:

typedef struct redisObject {
 // ...
 
 // 引用计数
 int refcount;
 // ...
} robj;

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，它的引用计数值会被增一
• 3.当对象不再被一个程序使用时，它的引用计数值会被减一
• 4.当对象的引用计数值变为0时，对象所占用的内存会被释放

对象的整个生命周期可以划分为创建对象、操作对象、释放对象三个阶段。

例子

• 举个例子，以下代码展示了一个字符串对象从创建到释放的整个过程

// 创建一个字符串对象s，对象的引用计数为1
robj *s = createStringObject(....);

// 对象s执行各种操作...

// 将对象s的引用计数减一，使得对象的引用计数变为0
// 导致对象s被释放
decrRefCount(s);

其他不同类型的对象也会经历类似的过程