一：前言
这段时间事情比较多，难得抽出时间，便接着上篇文章《Redis是如何建立连接和处理命令的》，继续往下分析。Redis 本质就是数据库，要想深入了解Redis，那数据存取这一块肯定是大头。不过得益于 Redis 优良简洁的设计，数据存取倒没有那么复杂，源码读起来也比较轻松。
二：Redis 的数据库
Redis 对数据库进行了抽象，在 Redis 源码中，承担数据库角色的叫 redisDb。我们暂且无需去了解 redisDb 的内部结构，我们可以站在一个更加宏观的角度去初步了解它，这样能得到一个更全局的认识。
Redis服务可以同时配置多个 redisDb，每个redisDb的数据是相互隔离的。那么怎么配置多个 redisDb 呢？有过 redis 实战经验的同学肯定会说，这太简单了，我们只需要在 redis 的配置文件中配置 databases 即可。redis 默认配置的 redisDb 数量为 16。
Redis 用 redisServer 表示服务，redisServer 中有个数组 db，用来记录所有的 redisDb。当 Redis 进程启动后，便会在 initServer（）中按照配置的 redisDb 数量，初始化好 Redis 服务的所有数据库。
server.db = zmalloc(sizeof(redisDb)*server.dbnum);既然初始化了多个数据库，而每个数据库之间的数据又是隔离的，那么当客户端发存取命令的时候，Redis 服务又怎么知道使用那个数据库呢？诸位请往下看。
在上一篇文章中，我有提到过，每当一个新的客户端连接到 Redis 后，Redis 便会创建一个 client 对象来表示一个客户端连接，后续收到该客户端的所有命令，都会基于创建的 client 进行。
Redis 在为新连接创建 client 时，便会为其分配数据库，即 redisDb。代码如下所示：
client *createClient(int fd) {
client *c = zmalloc(sizeof(client));
......
selectDb(c,0);
......
}selectDb（c，0）即为 client 分配 redisDb，第二个参数标志所分配的数据库在Redis服务中的索引，即第几个数据库。selectDb（）逻辑很简单：
int selectDb(client *c, int id) {
if (id < 0 || id >= server.dbnum)
return C_ERR;
c->db = &server.db[id];
return C_OK;
}现在我们知道了，事实上，所有客户端默认使用的都是Redis服务中的第一个redisDb。那么Redis 服务初始化这么多数据库干嘛呢？不是白费资源吗？
Redis 客户端有个 select 命令，使用 select 命令就可以选择使用那个 redisDb，这样不同客户端之间就实现了数据隔离。如调用 select 2，redis 服务在收到命令后，就会将该连接的数据库切换到索引为 2 的 redisDb。
三：数据库的内部结构
从宏观角度认识 redisDb 之后，我们便可以进入 redisDb 内部一探究竟。
typedef struct redisDb {
dict *dict; /* The keyspace for this DB */
dict *expires; /* Timeout of keys with a timeout set */
dict *blocking_keys; /* Keys with clients waiting for data (BLPOP)*/
dict *ready_keys; /* Blocked keys that received a PUSH */
dict *watched_keys; /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */
int id; /* Database ID */
long long avg_ttl; /* Average TTL, just for stats */
list *defrag_later; /* List of key names to attempt to defrag one by one, gradually. */
} redisDb;乍一看，redisDb 内部包括了好几个 dict，即字典。从注释来看，这些字典各有各的用处，如 dict 用来存放键值对，expires 用来存放key的超时时间。由此可见，Redis 存放数据的核心便是这些字典了。
typedef struct dictEntry {
void *key;
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
double d;
} v;
struct dictEntry *next;
} dictEntry;
typedef struct dictType {
uint64_t (*hashFunction)(const void *key);
void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
} dictType;
/* This is our hash table structure. Every dictionary has two of this as we
* implement incremental rehashing, for the old to the new table. */
typedef struct dictht {
dictEntry **table;
unsigned long size;
unsigned long sizemask;
unsigned long used;
} dictht;
typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
long rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
unsigned long iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;dict 中利用 dictht 来存放数据，dictht 其实就是 HashTable，本质也是通过计算 key 的 hash 值，将数据分布到不同的桶之中。 这里比较有趣的是，一个 dict 中有两个 dictht，按道理只要一个 dictht 用来存放数据不就够了吗？其实平时用来存放数据的也就是 ht[0]，只有当要进行 rehash 的时候，才会使用 ht[1]，临时作为一个新的HashTable，存放新增数据。ht[0]中的存量数据会 rehash 到 ht[1] 中，等到 rehash 完成，ht[0] 就会再指向 ht[1] 的 dictht，完成职责交换。
dictht 中存放着一个二维指针：dictEntry **table ，第一维指针用来指向 dictEntry 链表，第二维指针指向dictEntry 链表中的某个dictEntry，dictEntry本身是也一个链表，记录着hash（key）相同的元素。
总结下，也就是说真正用来存放数据的就是 dictEntry，而 dictht 作为HashTable，将数据根据 key hash，存放到不同的 dictEntry 中，并通过 table 这个二维指针管理所有 dictEntry。
四：数据存取流程
聊完了数据库，再来聊聊Redis 是如何从数据库存取数据的。
Redis 一共支持 5 种基础数据结构：
- string：字符串
- list：列表
- hash：字典
- set：集合
- zset：有序集合
今天我们从最简单的数据结构 string 入手，窥探下 Redis 内部设计。
在 Redis 客户端调用命令，Redis 服务收到命令后便会调用命令对应的处理函数，如调用 set a A ，Redis 对应的命令处理函数便为 t_string.c 中的 setCommand（）。 setCommand（）解析命令附带标志后，便调用了 setGenericCommand（）处理数据。
void setGenericCommand(client *c, int flags, robj *key, robj *val, robj *expire, int unit, robj *ok_reply, robj *abort_reply) {
......
setKey(c->db,key,val);
......
}setGenericCommand（）中用来存放数据就一行代码，即 setKey(c->db,key,val)，将数据存放到 client 对应的 redisDb 中。接下来的要看的逻辑，便就是 redisDb 如何存入 了。
void setKey(redisDb *db, robj *key, robj *val) {
if (lookupKeyWrite(db,key) == NULL) {
dbAdd(db,key,val);
} else {
dbOverwrite(db,key,val);
}
incrRefCount(val);
removeExpire(db,key);
signalModifiedKey(db,key);
}setKey（）首先会查询数据库中是否已存在相同的key，如果不存在，就调用 dbAdd（）插入数据，否则调用 dbOverwrite（）覆盖掉旧数据。
废话不多说，我们直接看 dbAdd（）插入数据的逻辑：
void dbAdd(redisDb *db, robj *key, robj *val) {
sds copy = sdsdup(key->ptr);
int retval = dictAdd(db->dict, copy, val);
......
}上面逻辑主要分为两步：
（1）调用sdsdup（），将 key 的 C 字符串转化为 redis 自定义的 sds 字符串，之所以将字符串由普通的字符数组转化为 sds，主要就是为了效率考虑，sds 规避了普通字符数组的很多问题。
（2）调用dictAdd（），将 sds 类型的key ，和 val 一起存入redisDb 的字典 dict 中。dictAdd（）逻辑也不复杂，代码如下：
int dictAdd(dict *d, void *key, void *val)
{
dictEntry *entry = dictAddRaw(d,key,NULL);
if (!entry) return DICT_ERR;
dictSetVal(d, entry, val);
return DICT_OK;
}dictAdd（）同样分两步走：
（1）从dict 中找到 key 对应的哈希桶。
（2）调用dictSetVal（），将 value 存放到哈希桶中。到此，就被成功的存储到数据库中了。至于从 Redis 中读取数据，那就更加简单了，也就是根据 key，从 redisDb 的 dict 中找到对应的 dictEntry，并返回 dictEntry 中存放的 value。
五：总结
总结下上面的源码分析：
（1）Redis 默认会创建 16 个数据库：redisDb，每个数据库之间数据隔离。
（2）Redis 默认为每个客户端分配第 0 号索引的 redisDb，客户端可以调用 select 命令切换需要使用的数据库。
（3）redisDb 内部采用了 HashTable 结构存放数据。
今天我们通过最基本的数据结构 string 学习了Redis 存取数据的核心逻辑，其实 Redis 在数据存放过程中还有很多细节，如渐进式 rehash、过期 key 惰性删除等。有兴趣的同学可以关注下我的专栏，后续文章中我将继续分析 Redis 源码，与大家一起学习。
