Redis入门笔记-redis内部数据结构(01)

时间:2021-06-25 14:37:02

redis是一个轻量级的Nodsql数据库,使用kev-value的形式存储数据,在redis的世界里,没有整数、浮点数等概念,大多数情况下数据以字符串形式展现,偶尔会出现Long类型数据的场景。

一、字符串

为了提高字符串使用的效率,redis源代码中使用字符串的结构如下:

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[];
};
//其中,类型sds 是char * 的别名(alias),而结构sdshdr 则保存了len 、free 和buf 三个属性。

每次调用strlen复杂度为O(1),而对于字符串拼接处理,redis使用如下策略:

  • 初始化的数据,free为0
  • append长度为K的数据,重新分配空间,free大小为N+K+1,N为原字符串长度len,
  • 再次append,如果len+K1<free,不再重新分配,否则重新使用前一条策略分配空间。

二、双端链表

redis多处使用到了该结构

  • 事务模块使用双端链表来按顺序保存输入的命令;

  • 服务器模块使用双端链表来保存多个客户端;

  • 订阅/发送模块使用双端链表来保存订阅模式的多个客户端;

  • 事件模块使用双端链表来保存时间事件(time event)。

redis双向链表实现代码:

//其中,listNode 是双端链表的节点:
typedef struct listNode {
// 前驱节点
struct listNode *prev;
// 后继节点
struct listNode *next;
// 值
void *value;
} listNode;
//而list 则是双端链表本身:
typedef struct list {
// 表头指针
listNode *head;
// 表尾指针
listNode *tail;
// 节点数量
unsigned long len;
// 复制函数
void *(*dup)(void *ptr);
// 释放函数
void (*free)(void *ptr);
// 比对函数
int (*match)(void *ptr, void *key);
} list;

三、字典

字典的实现:

/*
* 字典
**
每个字典使用两个哈希表,用于实现渐进式rehash
*/
typedef struct dict {
// 特定于类型的处理函数
dictType *type;
// 类型处理函数的私有数据
void *privdata;
// 哈希表(2 个)
dictht ht[];
// 记录rehash 进度的标志,值为-1 表示rehash 未进行
int rehashidx;
// 当前正在运作的安全迭代器数量
int iterators;
} dict;

哈希表的实现:

/*
* 哈希表
*/
typedef struct dictht {
// 哈希表节点指针数组(俗称桶,bucket)
dictEntry **table;
// 指针数组的大小
unsigned long size;
// 指针数组的长度掩码,用于计算索引值
unsigned long sizemask;
// 哈希表现有的节点数量
unsigned long used;
} dictht;

哈希表节点:

/*
* 哈希表节点
*/
typedef struct dictEntry {
// 键
void *key;
// 值
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
} v;
// 链往后继节点
struct dictEntry *next;
} dictEntry;

hash表结构图:

Redis入门笔记-redis内部数据结构(01)

rehash 实际上是一次表的扩容,或者说修改表容量的操作,将ht(0)复制到ht(1),并将新的ht(1)作为ht(0)这样一个过程

四、跳跃表

跳跃表实现:

//表结构
typedef struct zskiplist {
// 头节点,尾节点
struct zskiplistNode *header, *tail;
// 节点数量
unsigned long length;
// 目前表内节点的最大层数
int level;
} zskiplist;
//节点结构
typedef struct zskiplistNode {
// member 对象
robj *obj;
// 分值
double score;
// 后退指针
struct zskiplistNode *backward;
// 层
struct zskiplistLevel {
// 前进指针
struct zskiplistNode *forward;
// 这个层跨越的节点数量
unsigned int span;
} level[];
} zskiplistNode;

跳跃表在Redis 的唯一作用,就是实现有序集数据类型。