Redis与KV存储(RocksDB)融合之编码方式

Redis与KV存储(RocksDB)融合之编码方式
简介
Redis 是目前 NoSQL 领域的当红炸子鸡，它象一把瑞士军刀，小巧、锋利、实用，特别适合解决一些使用传统关系数据库难以解决的问题。Redis 作为内存数据库,所有的数据全部都存在内存中，特别适合处理少量的热数据。当有巨量数据超过内存大小需要落盘保存时，就需要使用 Redis + KV存储的方案了。

本文涉及的Ardb就是一个完全兼容Redis协议的NoSQL的存储服务。其存储基于现有成熟的KV存储引擎实现，理论上任何类似B-Tree/LSM Tree实现的KV存储实现均可作为Ardb的底层存储实现，目前Ardb支持LevelDB/RocksDB/LMDB.

本文以Ardb为例，介绍Redis与KV存储之间融合时编解码层的实现。

编码方式
Redis与KV存储的融合方案中， 编解码层是一个很重要的环节。通过编解码层，我们可以屏蔽了各种kv存储实现的不同，可以在任意一个简单的kv存储引擎上，封装实现Redis中string，hash，list，set，sorted set等复杂类型的数据结构。

对于String类型，很显然可以与KV存储中的一个KV对一一对应;

对于其它的容器类型，我们需要

一个KV来存储其整个Key的元信息（比如List的成员个数，过期时间等）；
每一个成员需要一个KV来保存成员的名称和值；
对于sorted set，其每个成员有score和rank两个属性，所以需要：

一个KV保存整个Key的元信息
每一个成员需要一个KV保存 score信息
每一个成员需要一个KV保存每个成员对应 rank 信息
Key的编码格式
对于所有的Key， 包含同样的前缀，编码格式定义如下：

[<namespace>] <key> <type> <element...>
namespace用于支持类似redis中的库概念, 可以为任意字符串, 不限制必须为数字;
key则是一个变长二进制字符串
type用于定义一个简单key-value的类型，此类型隐含表明key的数据结构类型;一个字节
meta信息的key中type固定为KEY_META；具体类型将在value中定义（参考下一节）
除以上三部分外，不同类型的key可能有附加字段；如Hash的key可能需要附加field字段

Value的编码格式
内部Value则比较复杂，编码均以type开始， type取值即上节定义的KeyType

<type> <element...>
后续格式根据各种类型定义不同.

各类型数据编码方式
各类型数据的编码方式如下: ns代表namespace

            KeyObject                             ValueObject
String      [<ns>] <key> KEY_META                 KEY_STRING <MetaObject>
Hash        [<ns>] <key> KEY_META                 KEY_HASH <MetaObject>
            [<ns>] <key> KEY_HASH_FIELD <field>   KEY_HASH_FIELD <field-value>
Set         [<ns>] <key> KEY_META                 KEY_SET <MetaObject>
            [<ns>] <key> KEY_SET_MEMBER <member>  KEY_SET_MEMBER
List        [<ns>] <key> KEY_META                 KEY_LIST <MetaObject>
            [<ns>] <key> KEY_LIST_ELEMENT <index> KEY_LIST_ELEMENT <element-value>
Sorted Set  [<ns>] <key> KEY_META                 KEY_ZSET <MetaObject>
            [<ns>] <key> KEY_ZSET_SCORE <member>  KEY_ZSET_SCORE <score>
            [<ns>] <key> KEY_ZSET_SORT <score> <member> KEY_ZSET_SORT
作者：李博SEO
转载：linux.cn