redis之数据结构

2021-09-02 04:12:48

redis数据结构：

string

String通过 int、SDS(simple dynamic string)作为结构存储，int用来存放整型数据，sds存放字节/字符串和浮点型数据。

typedef char *sds;

sdshdr有五种类型，所以至少需要3位来表示

000：sdshdr5
001：sdshdr8
010：sdshdr16
011：sdshdr32
100：sdshdr64

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 { //8表示字符串最大长度是2^8-1 （长度为255） 
	uint8_t len;//表示当前sds的长度(单位是字节)   
	uint8_t alloc;//表示已为sds分配的内存大小(单 位是字节)
	unsigned char flags;//用一个字节表示当前sdshdr的类型，001表示他的类型
	char buf[];//sds实际存放的位置
}

char buf[]的存储方式是什么样的，首先它是一个二进制，再加上是在内存的一个连续空间，所以中间需要使用标识符来表示结束

List类型

redis3.2之前，List类型的value对象内部以linkedlist或者ziplist来实现, 当list的元素个数和单个元素的长度比较小的时候，
Redis会采用ziplist（压缩列表）来实现来减少内存占用。否则就会采用linkedlist（双向链表）结构
redis3.2之后，采用的一种叫quicklist的数据结构来存储list，列表的底层都由linkedlist+ziplis实现
结构如图：

typedef struct quicklist {
    //指向头部(最左边)quicklist节点的指针
    quicklistNode *head;
    //指向尾部(最右边)quicklist节点的指针
    quicklistNode *tail;
    //ziplist中的entry节点计数器
    unsigned long count;
    //quicklist的quicklistNode节点计数器
    unsigned int len;
    //保存ziplist的大小，配置文件设定，占16bits
    int fill : 16;
    //保存压缩程度值，配置文件设定，占16bits，0表示不压缩
    unsigned int compress : 16;
}

压缩的list数据结构：ziplist

typedef struct quicklistLZF {
    //表示被LZF算法压缩后的ziplist的大小
    unsigned int sz;
    //保存压缩后的ziplist的数组，柔性数组
    char compressed[];
}

hash类型

map提供两种结构来存储，一种是hashtable、另一种是前面讲的ziplist，数据量小的时候用ziplist

什么时候使用ziplist：

hash对象保存的键和值字符串长度都小于64字节

hash对象保存的键值对数量小于512

在redis中，哈希表分为三层，分别是，源码地址【dict.h】
dictEntry：也就是map中的一个元素，也可以说的基本单位
管理一个key-value，同时保留同一个桶中相邻元素的指针，用来维护哈希桶的内部链；

typedef struct dictEntry {    
	void *key;    
	union {  
		//因为value有多种类型，所以value用了union来存储        
		void *val;        
		uint64_t u64;        
		int64_t s64;        
		double d;    
	} v;    
	struct dictEntry *next;//下一个节点的地址，用来处理碰撞，所有分配到同一索引的元素通过next指针 链接起来形成链表key和v都可以保存多种类型的数据 
}

dictht:dictht表示的，这个每个元素所属的下标

实现一个hash表会使用一个buckets存放dictEntry的地址，一般情况下通过hash(key)%len得到的值就是buckets的索引，这个值决定了我们要将此dictEntry节点放入buckets的哪个索引里,这个buckets实际上就是我们说的hash 表。dict.h的dictht结构中table存放的就是buckets的地址
typedef struct dictht { dictEntry **table;//buckets的地址 unsigned long size;//buckets的大小,总保持为 2^n unsigned long sizemask;//掩码，用来计算hash值对应的buckets索引 unsigned long used;//当前dictht有多少个dictEntry节点 } dictht;

比如我们要讲一个数据存储到hash表中，那么会先通过murmur计算key对应的hashcode，然后根据hashcode取模得到bucket的位置，再插入到链表中

dict:在扩容的时候会用到
dictht：实际上就是hash表的核心，但是只有一个dictht还不够，比如rehash、遍历hash等操作，所以redis定义了一个叫dict的结构以支持字典的各种操作，当dictht需要扩容/缩容时，用来管理dictht的迁移，以下是它的数据结构,源码在

typedef struct dict {    
	dictType *type;//dictType里存放的是一堆工具函数的函数指针，    
	void *privdata;//保存type中的某些函数需要作为参数的数据    
	dictht ht[2];//两个dictht，ht[0]平时用，ht[1] rehash时用    
	long rehashidx; //当前rehash到buckets的哪个索引，-1时表示非rehash状态    
	int iterators; //安全迭代器的计数。 
} dict;

set类型

Set在的底层数据结构以intset或者hashtable来存储。
当set中只包含整数型的元素时，采用intset来存储，
否则，采用hashtable存储

zset类型

zset类型的数据结构就比较复杂一点，内部是以ziplist或者skiplist+hashtable来实现，
这里面最核心的一个结构就是skiplist，也就是跳跃表

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