Redis 對(duì)象共享

除了用于實(shí)現(xiàn)引用計(jì)數(shù)內(nèi)存回收機(jī)制之外， 對(duì)象的引用計(jì)數(shù)屬性還帶有對(duì)象共享的作用。

舉個(gè)例子， 假設(shè)鍵 A 創(chuàng)建了一個(gè)包含整數(shù)值 100 的字符串對(duì)象作為值對(duì)象， 如圖 8-20 所示。

如果這時(shí)鍵 B 也要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)同樣保存了整數(shù)值 100 的字符串對(duì)象作為值對(duì)象， 那么服務(wù)器有以下兩種做法：

1. 為鍵 B 新創(chuàng)建一個(gè)包含整數(shù)值 100 的字符串對(duì)象；
2. 讓鍵 A 和鍵 B 共享同一個(gè)字符串對(duì)象；

以上兩種方法很明顯是第二種方法更節(jié)約內(nèi)存。

在 Redis 中， 讓多個(gè)鍵共享同一個(gè)值對(duì)象需要執(zhí)行以下兩個(gè)步驟：

1. 將數(shù)據(jù)庫(kù)鍵的值指針指向一個(gè)現(xiàn)有的值對(duì)象；
2. 將被共享的值對(duì)象的引用計(jì)數(shù)增一。

舉個(gè)例子， 圖 8-21 就展示了包含整數(shù)值 100 的字符串對(duì)象同時(shí)被鍵 A 和鍵 B 共享之后的樣子， 可以看到， 除了對(duì)象的引用計(jì)數(shù)從之前的 1 變成了 2 之外， 其他屬性都沒(méi)有變化。

共享對(duì)象機(jī)制對(duì)于節(jié)約內(nèi)存非常有幫助， 數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的相同值對(duì)象越多， 對(duì)象共享機(jī)制就能節(jié)約越多的內(nèi)存。

比如說(shuō)， 假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存了整數(shù)值 100 的鍵不只有鍵 A 和鍵 B 兩個(gè)， 而是有一百個(gè)， 那么服務(wù)器只需要用一個(gè)字符串對(duì)象的內(nèi)存就可以保存原本需要使用一百個(gè)字符串對(duì)象的內(nèi)存才能保存的數(shù)據(jù)。

目前來(lái)說(shuō)， Redis 會(huì)在初始化服務(wù)器時(shí)， 創(chuàng)建一萬(wàn)個(gè)字符串對(duì)象， 這些對(duì)象包含了從 0 到 9999 的所有整數(shù)值， 當(dāng)服務(wù)器需要用到值為 0到 9999 的字符串對(duì)象時(shí)， 服務(wù)器就會(huì)使用這些共享對(duì)象， 而不是新創(chuàng)建對(duì)象。

注意

創(chuàng)建共享字符串對(duì)象的數(shù)量可以通過(guò)修改 redis.h/REDIS_SHARED_INTEGERS 常量來(lái)修改。

舉個(gè)例子， 如果我們創(chuàng)建一個(gè)值為 100 的鍵 A ， 并使用 OBJECT REFCOUNT 命令查看鍵 A 的值對(duì)象的引用計(jì)數(shù)， 我們會(huì)發(fā)現(xiàn)值對(duì)象的引用計(jì)數(shù)為 2 ：

redis> SET A 100
OK

redis> OBJECT REFCOUNT A
(integer) 2

引用這個(gè)值對(duì)象的兩個(gè)程序分別是持有這個(gè)值對(duì)象的服務(wù)器程序， 以及共享這個(gè)值對(duì)象的鍵 A ， 如圖 8-22 所示。

如果這時(shí)我們?cè)賱?chuàng)建一個(gè)值為 100 的鍵 B ， 那么鍵 B 也會(huì)指向包含整數(shù)值 100 的共享對(duì)象， 使得共享對(duì)象的引用計(jì)數(shù)值變?yōu)?nbsp;3 ：

redis> SET B 100
OK

redis> OBJECT REFCOUNT A
(integer) 3

redis> OBJECT REFCOUNT B
(integer) 3

圖 8-23 展示了共享值對(duì)象的三個(gè)程序。

另外， 這些共享對(duì)象不單單只有字符串鍵可以使用， 那些在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中嵌套了字符串對(duì)象的對(duì)象（linkedlist 編碼的列表對(duì)象、 hashtable 編碼的哈希對(duì)象、 hashtable 編碼的集合對(duì)象、以及 zset 編碼的有序集合對(duì)象）都可以使用這些共享對(duì)象。

為什么 Redis 不共享包含字符串的對(duì)象？

當(dāng)服務(wù)器考慮將一個(gè)共享對(duì)象設(shè)置為鍵的值對(duì)象時(shí)， 程序需要先檢查給定的共享對(duì)象和鍵想創(chuàng)建的目標(biāo)對(duì)象是否完全相同， 只有在共享對(duì)象和目標(biāo)對(duì)象完全相同的情況下， 程序才會(huì)將共享對(duì)象用作鍵的值對(duì)象， 而一個(gè)共享對(duì)象保存的值越復(fù)雜， 驗(yàn)證共享對(duì)象和目標(biāo)對(duì)象是否相同所需的復(fù)雜度就會(huì)越高， 消耗的 CPU 時(shí)間也會(huì)越多：

• 如果共享對(duì)象是保存整數(shù)值的字符串對(duì)象， 那么驗(yàn)證操作的復(fù)雜度為  ；
• 如果共享對(duì)象是保存字符串值的字符串對(duì)象， 那么驗(yàn)證操作的復(fù)雜度為  ；
• 如果共享對(duì)象是包含了多個(gè)值（或者對(duì)象的）對(duì)象， 比如列表對(duì)象或者哈希對(duì)象， 那么驗(yàn)證操作的復(fù)雜度將會(huì)是  。

因此， 盡管共享更復(fù)雜的對(duì)象可以節(jié)約更多的內(nèi)存， 但受到 CPU 時(shí)間的限制， Redis 只對(duì)包含整數(shù)值的字符串對(duì)象進(jìn)行共享。