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操作Redis源碼剖析之字符串操作
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Redis是一個高性能、基于內(nèi)存的鍵值存儲系統(tǒng)，支持多種數(shù)據(jù)類型的操作，其中字符串(string)是最基本的數(shù)據(jù)類型，也是使用最為廣泛的數(shù)據(jù)類型之一。在Redis中，字符串對象是由RedisObject結(jié)構(gòu)體表示，在該結(jié)構(gòu)體中包含了字符串值、長度、類型等信息。本文將介紹Redis源碼中的字符串操作相關函數(shù)。
1. 字符串對象的創(chuàng)建
在Redis中，字符串對象可以由RedisObject結(jié)構(gòu)體表示，下面是該結(jié)構(gòu)體的定義：
typedef struct redisObject {
unsigned type:4;
unsigned encoding:4;
unsigned lru:LRU_BITS;
int refcount;
void *ptr;
} robj;
其中type用于表示對象的類型，encoding表示字符串對象的編碼類型，refcount表示對象的引用計數(shù)，lru字段表示對象最后一次被訪問的時間。而字符串的值則存儲在ptr指針所指向的內(nèi)存區(qū)域。
字符串對象的創(chuàng)建有多種方式，下面以Redis源碼中的一種方式為例:
robj *createStringObject(char *ptr, size_t Len) {
return createObject(REDIS_STRING,sdsnewlen(ptr,len));
}
該函數(shù)會創(chuàng)建一個新的字符串對象，并根據(jù)指定的ptr指針和len長度創(chuàng)建一個新的sds數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。sds是Redis自己定義的一種類似于C語言字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有方便的字符串操作函數(shù)和內(nèi)存管理函數(shù)。
2. 字符串對象的操作
Redis提供了多種字符串操作函數(shù)，包括字符串的賦值、拼接、截取、插入等操作。下面是Redis源碼中的一些字符串操作函數(shù)的介紹：
（1）賦值操作：
void setStringObject(robj *o, sds s) {
assert(o->type == REDIS_STRING);
o->ptr = s;
}
該函數(shù)用于將sds類型的字符串s賦值給RedisObject結(jié)構(gòu)體表示的字符串對象o的ptr字段。
（2）拼接操作：
robj *concatKeyValue(const char *key, const char *value, size_t keylen, size_t vallen) {
robj *s = createObject(REDIS_STRING,NULL);
s->encoding = REDIS_ENCODING_RAW;
s->ptr = sdscatlen(sdscatprintf(sdsempty(),"%s%S",key,value),keylen+vallen);
return s;
}
該函數(shù)用于將key和value字符串拼接到一起，并創(chuàng)建一個新的字符串對象返回。
（3）截取操作：
void *getRangePtrFromStringObject(robj *o, unsigned long offset, unsigned long end, size_t *len) {
size_t totlen;
char *str;
assert(o->encoding == REDIS_ENCODING_RAW);
totlen = sdslen(o->ptr);
if (offset > totlen) {
return NULL;
}
if (end > totlen) {
end = totlen;
}
if (offset > end) {
*len = 0;
} else {
*len = (end - offset) + 1;
}
str = o->ptr;
return str + offset;
}
該函數(shù)用于從字符串對象o中截取部分字符串，其中offset表示起始位置，end表示結(jié)束位置，len表示截取字符串的長度。返回一個指針指向截取后的字符串。
（4）插入操作：
void insertCharToString(char **str, size_t *len, size_t pos, char c) {
if (pos > *len) return;
*str = sdsMakeRoomFor(*str,1);
memmove(*str+pos+1,*str+pos,*len-pos);
(*str)[pos] = c;
(*len)++;
}
該函數(shù)用于在指定的位置pos處向字符串中插入一個字符c，str和len分別表示操作的字符串和字符串的長度。
3. 字符串對象的編碼
字符串對象的編碼方式是根據(jù)字符串的長度和內(nèi)容來決定的，Redis支持兩種類型的編碼方式：RAW和EILEV。其中RAW編碼類型表示RedisObject結(jié)構(gòu)體中的ptr字段指向一個sds類型的字符串，而EILEV編碼類型則表示RedisObject結(jié)構(gòu)體中的ptr字段指向一個ZipList類型的壓縮列表。
下面是EILEV編碼類型的字符串對象創(chuàng)建函數(shù)：
robj *createEmbeddedStringObject(char *ptr, size_t len) {
robj *o = zmalloc(sizeof(robj)+sizeof(struct sdshdr5)+len+1);
struct sdshdr5 *sh = (void*)(o+1);
o->type = REDIS_STRING;
o->encoding = REDIS_ENCODING_EMBSTR;
o->ptr = sh+1;
sh->len = len;
if (len
memcpy(sh->buf,ptr,len);
sh->buf[len] = '\0';
} else {
memcpy(sh->buf,ptr,4);
memcpy(sh->buf+4,"\0\0\0",4);
memcpy(sh->buf+8,ptr+4,len-4);
sh->buf[len+4] = '\0';
}
return o;
}
該函數(shù)會創(chuàng)建一個新的RedisObject結(jié)構(gòu)體表示的字符串對象，其中encoding字段為EILEV，ptr指向一個ZipList類型的壓縮列表。也可以將字符串轉(zhuǎn)化為EILEV編碼類型的對象，以減少內(nèi)存占用。
總結(jié)：字符串是Redis中最常用的一種數(shù)據(jù)類型，Redis的字符串操作函數(shù)具有很高的性能和靈活性。通過對Redis源碼中字符串操作的剖析，可以更好地理解Redis的內(nèi)部原理和機制。
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