Redis 類型檢查與命令多態(tài)

Redis 中用于操作鍵的命令基本上可以分為兩種類型。

其中一種命令可以對任何類型的鍵執(zhí)行， 比如說 DEL 命令、 EXPIRE 命令、 RENAME 命令、 TYPE 命令、 OBJECT 命令， 等等。

舉個例子， 以下代碼就展示了使用 DEL 命令來刪除三種不同類型的鍵：

# 字符串鍵
redis> SET msg "hello"
OK

# 列表鍵
redis> RPUSH numbers 1 2 3
(integer) 3

# 集合鍵
redis> SADD fruits apple banana cherry
(integer) 3

redis> DEL msg
(integer) 1

redis> DEL numbers
(integer) 1

redis> DEL fruits
(integer) 1

而另一種命令只能對特定類型的鍵執(zhí)行， 比如說：

• SET 、 GET 、 APPEND 、 STRLEN 等命令只能對字符串鍵執(zhí)行；
• HDEL 、 HSET 、 HGET 、 HLEN 等命令只能對哈希鍵執(zhí)行；
• RPUSH 、 LPOP 、 LINSERT 、 LLEN 等命令只能對列表鍵執(zhí)行；
• SADD 、 SPOP 、 SINTER 、 SCARD 等命令只能對集合鍵執(zhí)行；
• ZADD 、 ZCARD 、 ZRANK 、 ZSCORE 等命令只能對有序集合鍵執(zhí)行；

諸如此類。

舉個例子， 我們可以用 SET 命令創(chuàng)建一個字符串鍵， 然后用 GET 命令和 APPEND 命令操作這個鍵， 但如果我們試圖對這個字符串鍵執(zhí)行只有列表鍵才能執(zhí)行的 LLEN 命令， 那么 Redis 將向我們返回一個類型錯誤：

redis> SET msg "hello world"
OK

redis> GET msg
"hello world"

redis> APPEND msg " again!"
(integer) 18

redis> GET msg
"hello world again!"

redis> LLEN msg
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

類型檢查的實現(xiàn)

從上面發(fā)生類型錯誤的代碼示例可以看出， 為了確保只有指定類型的鍵可以執(zhí)行某些特定的命令， 在執(zhí)行一個類型特定的命令之前， Redis 會先檢查輸入鍵的類型是否正確， 然后再決定是否執(zhí)行給定的命令。

類型特定命令所進行的類型檢查是通過 redisObject 結(jié)構(gòu)的 type 屬性來實現(xiàn)的：

• 在執(zhí)行一個類型特定命令之前， 服務(wù)器會先檢查輸入數(shù)據(jù)庫鍵的值對象是否為執(zhí)行命令所需的類型， 如果是的話， 服務(wù)器就對鍵執(zhí)行指定的命令；
• 否則， 服務(wù)器將拒絕執(zhí)行命令， 并向客戶端返回一個類型錯誤。

舉個例子， 對于 LLEN 命令來說：

• 在執(zhí)行 LLEN 命令之前， 服務(wù)器會先檢查輸入數(shù)據(jù)庫鍵的值對象是否為列表類型， 也即是， 檢查值對象 redisObject 結(jié)構(gòu) type 屬性的值是否為 REDIS_LIST ， 如果是的話， 服務(wù)器就對鍵執(zhí)行 LLEN 命令；
• 否則的話， 服務(wù)器就拒絕執(zhí)行命令并向客戶端返回一個類型錯誤；

圖 8-18 展示了這一類型檢查過程。

其他類型特定命令的類型檢查過程也和這里展示的 LLEN 命令的類型檢查過程類似。

多態(tài)命令的實現(xiàn)

Redis 除了會根據(jù)值對象的類型來判斷鍵是否能夠執(zhí)行指定命令之外， 還會根據(jù)值對象的編碼方式， 選擇正確的命令實現(xiàn)代碼來執(zhí)行命令。

舉個例子， 在前面介紹列表對象的編碼時我們說過， 列表對象有 ziplist 和 linkedlist 兩種編碼可用， 其中前者使用壓縮列表 API 來實現(xiàn)列表命令， 而后者則使用雙端鏈表 API 來實現(xiàn)列表命令。

現(xiàn)在， 考慮這樣一個情況， 如果我們對一個鍵執(zhí)行 LLEN 命令， 那么服務(wù)器除了要確保執(zhí)行命令的是列表鍵之外， 還需要根據(jù)鍵的值對象所使用的編碼來選擇正確的 LLEN 命令實現(xiàn)：

• 如果列表對象的編碼為 ziplist ， 那么說明列表對象的實現(xiàn)為壓縮列表， 程序?qū)⑹褂?nbsp;ziplistLen 函數(shù)來返回列表的長度；
• 如果列表對象的編碼為 linkedlist ， 那么說明列表對象的實現(xiàn)為雙端鏈表， 程序?qū)⑹褂?nbsp;listLength 函數(shù)來返回雙端鏈表的長度；

借用面向?qū)ο蠓矫娴男g(shù)語來說， 我們可以認為 LLEN 命令是多態(tài)（polymorphism）的： 只要執(zhí)行 LLEN 命令的是列表鍵， 那么無論值對象使用的是 ziplist 編碼還是 linkedlist 編碼， 命令都可以正常執(zhí)行。

圖 8-19 展示了 LLEN 命令從類型檢查到根據(jù)編碼選擇實現(xiàn)函數(shù)的整個執(zhí)行過程， 其他類型特定命令的執(zhí)行過程也是類似的。

實際上， 我們可以將 DEL 、 EXPIRE 、 TYPE 等命令也稱為多態(tài)命令， 因為無論輸入的鍵是什么類型， 這些命令都可以正確地執(zhí)行。

DEL 、 EXPIRE 等命令和 LLEN 等命令的區(qū)別在于， 前者是基于類型的多態(tài) —— 一個命令可以同時用于處理多種不同類型的鍵， 而后者是基于編碼的多態(tài) —— 一個命令可以同時用于處理多種不同編碼。