仿写一个简化版Redis，理解内存数据库

设计核心数据结构

内存数据库的核心是高效的数据结构。简化版Redis可以使用哈希表（Hash Table）作为基础结构，支持字符串（String）、列表（List）、哈希（Hash）等数据类型。字符串直接存储键值对，列表用双向链表实现，哈希嵌套使用另一个哈希表。

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class SimpleRedis:
    def __init__(self):
        self.data = {}  # 主字典存储所有数据
        self.expires = {}  # 过期时间记录

实现基本操作命令

支持基础的SET、GET、DEL等命令。SET操作将键值存入字典，GET从字典检索值，DEL删除键。对于过期时间，使用额外字典记录键的过期时间戳，并在访问时检查是否过期。

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def set(self, key, value, ex=None):
    self.data[key] = value
    if ex:
        self.expires[key] = time.time() + ex

def get(self, key):
    if key in self.expires and time.time() > self.expires[key]:
        del self.data[key]
        del self.expires[key]
        return None
    return self.data.get(key)

处理持久化逻辑

简化持久化可通过定时快照实现。将内存数据序列化为JSON或二进制格式写入文件。加载时从文件读取数据重建内存字典。注意处理持久化时的数据一致性。

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def save(self, filename):
    with open(filename, 'w') as f:
        json.dump({
            'data': self.data,
            'expires': self.expires
        }, f)

def load(self, filename):
    with open(filename) as f:
        saved = json.load(f)
        self.data = saved['data']
        self.expires = saved['expires']

实现网络接口

使用Python的socket模块创建TCP服务器，监听端口并解析客户端命令。命令格式可简化为一行的文本协议，如"SET key value"或"GET key"。通过分拆字符串参数调用对应的数据操作方法。

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def handle_client(conn, redis):
    while True:
        cmd = conn.recv(1024).decode().strip().split()
        if not cmd:
            break
        if cmd[0] == 'SET':
            redis.set(cmd[1], cmd[2])
            conn.send(b'OK')
        elif cmd[0] == 'GET':
            val = redis.get(cmd[1])
            conn.send(str(val).encode())

性能优化思路

使用事件循环（如select模块）处理多客户端连接，避免阻塞。对于高频操作的关键路径，如哈希表查找，可用Python内置的dict优化。过期键的清理可采用惰性删除（访问时检查）结合定期扫描的策略。

例如：

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/bi.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/er.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/q10.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/q4.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/qw.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/zx1.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/zx2.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/zx3.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/zx4.md

gitee.com/huang-yong55/liusir/blob/master/zx5.md

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def start_server(host, port):
    redis = SimpleRedis()
    with socket.socket() as s:
        s.bind((host, port))
        s.listen()
        while True:
            conn, _ = s.accept()
            handle_client(conn, redis)