自定义Redis数据类型

Redis除了提供5种基本的数据类型和3种扩展类型以外,还可以定制符合自己需求的数据类型了,不管你的应用场景怎么变化,你都不用担心没有合适的数据类型。

RedisObject的组成

要掌握自定义Redis数据类型,先得了解Redis的基本对象结构,也就是RedisObject。
RedisObject 包括元数据和指针。其中,元数据的一个功能就是用来区分不同的数据类型,指针用来指向具体的数据类型的值。RedisObject 的内部组成包括了 type、encoding、lru 和 refcount 4 个元数据,以及 1 个*ptr指针。如下所示:

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                            * LFU data (least significant 8 bits frequency
                            * and most significant 16 bits access time). */
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

type:表示值的类型,涵盖了我们前面学习的五大基本类型;
encoding:是值的编码方式,用来表示 Redis 中实现各个基本类型的底层数据结构,例如 SDS、压缩列表、哈希表、跳表等;
lru:记录了这个对象最后一次被访问的时间,用于淘汰过期的键值对;
refcount:记录了对象的引用计数;
*ptr:是指向数据的指针。

定义一个新的数据类型

定义新类型,我们需要为新数据类型定义好它的底层结构、type 和 encoding 属性值,然后再实现新数据类型的创建、释放函数和基本命令。

第一步:定义新数据类型的底层结构

我们用 newtype.h 文件来保存这个新类型的定义,具体定义的代码如下所示:

struct NewTypeObject {
    struct NewTypeNode *head; 
    size_t len; 
}NewTypeObject;


struct NewTypeNode {
    long value;
    struct NewTypeNode *next;
};

这里我们定义了一个long类型的单向链表作为新的数据类型。

第二步:在 RedisObject 的 type 属性中,增加这个新类型的定义

这个定义是在 Redis 的 server.h 文件中。

#define OBJ_STRING 0    /* String object. */
#define OBJ_LIST 1      /* List object. */
#define OBJ_SET 2       /* Set object. */
#define OBJ_ZSET 3      /* Sorted set object. */
…
#define OBJ_NEWTYPE 7
第三步:开发新类型的创建和释放函数

我们可以在object.c 文件中增加NewTypeObject 的创建函数 createNewTypeObject,事实上Redis 把数据类型的创建和释放函数都定义在object.c中了。

robj *createNewTypeObject(void){
   NewTypeObject *h = newtypeNew(); 
   robj *o = createObject(OBJ_NEWTYPE,h);
   return o;
}

其中newtypeNew函数用来为新数据类型初始化内存结构的。这个初始化过程主要是用 zmalloc 做底层结构分配空间,以便写入数据,如下所示:

NewTypeObject *newtypeNew(void){
    NewTypeObject *n = zmalloc(sizeof(*n));
    n->head = NULL;
    n->len = 0;
    return n;
}

按照惯例,我们可以把这个函数放在一个t_newtype.c的文件中。
createObject 是 Redis 本身提供的 RedisObject 创建函数,它的参数是数据类型的 type 和指向数据类型实现的指针*ptr。

robj *createObject(int type, void *ptr) {
    robj *o = zmalloc(sizeof(*o));
    o->type = type;
    o->ptr = ptr;
    ...
    return o;
}

以上是创建函数的是定义过程,对应的我们还要定义释放函数,用zfree 命令把新结构的内存空间释放掉。

第四步:开发新类型的命令操作

这里的实现可以分为三小步:
1)在 t_newtype.c 文件中增加命令操作的实现。比如说,我们定义 ntinsertCommand 函数,由它实现对 NewTypeObject 单向链表的插入操作:

void ntinsertCommand(client *c){
 //基于客户端传递的参数,实现在NewTypeObject链表头插入元素
}

2)在 server.h 文件中,声明我们已经实现的命令,以便在 server.c 文件引用这个命令,例如:

void ntinsertCommand(client *c)

3)在 server.c 文件中的 redisCommandTable 里面,把新增命令和实现函数关联起来。例如,新增的 ntinsert 命令由 ntinsertCommand 函数实现,我们就可以用 ntinsert 命令给 NewTypeObject 数据类型插入元素了。

struct redisCommand redisCommandTable[] = { 
...
{"ntinsert",ntinsertCommand,2,"m",...}
}
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