Redis内部数据结构

Redis和其他key-value数据库的很大区别是它支持非字符串类型的value值。它支持的value值的类型如下：

1. sds (simple dynamic string) 简单动态字符串
2. 双端链表
3. 字典(dictionary/map/associative array)
4. 跳跃表(skiplist)

下面将对以上的各个类型在redis内部的实现进行分析。

一、sds (simple dynamic string) 简单动态字符串

Redis并没有使用C的字符串，而是在其上面进行了封装，以适应更多频繁的耗时操作。在前面的内容中，我们一直将sds 作为一种抽象数据结构来说明，实际上，它的实现由以下两部分组成：

 typedef char *sds;

 struct sdshdr {

 // buf 已占用长度

 int len;

 // buf 剩余可用长度

 int free;

 // 实际保存字符串数据的地方

 char buf[];

 };

这样的设计对于strlen()和append()操作来说是效率很高的。对于strlen()操作来说，很明显可以通过len属性在O(1)的时间内拿到。对于append()操作，参考下面的例子：

redis> SET msg "hello world"

OK

redis> APPEND msg " again!"

(integer)

redis> GET msg

"hello world again!"

看看这个过程中sdshdr的变化情况：

首先，set msg后，sdshdr如下：

 struct sdshdr {

 len = ;

 free = ;

 buf = "hello world\0";

 }

然后，append msg后，sdshdr如下：

 struct sdshdr {

 len = ;

 free = ;

 // 空白的地方为预分配空间，共18 + 18 + 1 个字节

 buf = "hello world again!\0 ";

 }

可以看到，Redis的sds会预分配2倍自己大小的空间，这样就减少了内存的追加操作，即减少了字符串追加操作的时间。