Redis入门笔记-redis内部数据结构（01）

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：

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。