内存回收和对象共享 | 彩潭有鲤的札记

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因为 C 语言并不具备自动的内存回收功能，所以 Redis 在自己的对象系统中构建了一个引用计数技术实现的内存回收机制，通过这一机制，程序可以通过跟踪对象的引用计数信息，在适当的时候自动释放对象并进行内存回收。

每个对象的引用计数信息由 redisObject 结构的 refcount 属性记录：

对象的引用计数信息会随着对象的使用状态而不断变化：

修改对象引用计数的 API：

函数	作用
`incrRefCount`	将对象的引用计数值增一
`decrRefCount`	将对象的引用计数值减一，当对象的引用计数值等于 `0` 时，释放对象
`resetRefCount`	将对象的引用计数值设置为 `0` ，但并不释放对象，这个函数通常在需要重新设置对象的引用计数值时使用

对象的整个生命周期可以划分为创建对象、操作对象、释放对象三个阶段。一个字符串对象从创建到释放的整个过程：

除了用于实现引用计数内存回收机制之外，对象的引用计数属性还带有对象共享的作用。

假设键 A 创建了一个包含整数值 100 的字符串对象作为值对象：

如果这时键 B 也要创建一个同样保存了整数值 100 的字符串对象作为值对象，那么服务器有以下两种做法：

在Redis中，让多个键共享同一个值对象需要执行以下两个步骤：

包含整数值100的字符串对象同时被键 A 和键 B 共享，除了对象的引用计数从之前的1变成了2之外，其他属性都没有变化：

共享对象机制对于节约内存非常有帮助，数据库中保存的相同值对象越多，对象共享机制就能节约越多的内存。

比如说，假设数据库中保存了整数值 100 的键不只有键 A 和键 B 两个，而是有一百个，那么服务器只需要用一个字符串对象的内存就可以保存原本需要使用一百个字符串对象的内存才能保存的数据。

目前来说，Redis会在初始化服务器时，创建一万个字符串对象，这些对象包含了从 0 到 9999 的所有整数值，当服务器需要用到值为 0到 9999 的字符串对象时，服务器就会使用这些共享对象，而不是新创建对象。

创建共享字符串对象的数量可以通过修改 redis.h/REDIS_SHARED_INTEGERS 常量来修改。

如果创建一个值为 100 的键 A ，并使用 OBJECT REFCOUNT 命令查看键 A 的值对象的引用计数，发现值对象的引用计数为 2 ：

引用这个值对象的两个程序分别是持有这个值对象的服务器程序，以及共享这个值对象的键 A：

如果再创建一个值为 100 的键 B ，那么键 B 也会指向包含整数值 100 的共享对象，使得共享对象的引用计数值变为 3 ：

另外，这些共享对象不单单只有字符串键可以使用，那些在数据结构中嵌套了字符串对象的对象（linkedlist 编码的列表对象、 hashtable 编码的哈希对象、 hashtable 编码的集合对象、以及 zset 编码的有序集合对象）都可以使用这些共享对象。

为什么 Redis 不共享包含字符串的对象？

当服务器考虑将一个共享对象设置为键的值对象时，程序需要先检查给定的共享对象和键想创建的目标对象是否完全相同，只有在共享对象和目标对象完全相同的情况下，程序才会将共享对象用作键的值对象，而一个共享对象保存的值越复杂，验证共享对象和目标对象是否相同所需的复杂度就会越高，消耗的 CPU 时间也会越多：

因此，尽管共享更复杂的对象可以节约更多的内存，但受到 CPU 时间的限制， Redis只对包含整数值的字符串对象进行共享