redis底层数据结构--简单动态字符串 链表 字典 跳跃表 整数集合 压缩列表

1.动态字符串

redis中使用c语言的字符床存储字面量，默认字符串存储采用自己构建的简单动态字符串SDS(symple dynamic string)

redis包含字符串的键值对都是用SDS实现的

结构s d s.h/sdshdr

struct sdshdr{
    int len;  //buf使用的长度   SDS的长度
    int free;   //buf未使用的长度
    char buf[];   //字节数据，保持字符串
}

free属性值 0，表示SDS没有分配使用空间

len属性值 5 表示SDS保存了5个字节长度的字符串

buf属性值char类型的数组，最欠扁保存 R e d i s五个字符，最后 \0 空字符结束

SDS和原生的c字符串的区别

获取字符串长度的时间复杂度O(1),c字符串O(N)

没有缓冲区溢出，c字符串在长度超过开辟的内存空间就会造成缓冲区溢出，SDS在修改时会查看当前长度和空间是否足够

减少内存重新分配次数。SDS在增加和减少字符串长度时候不会重新分配内存，也不会内存泄漏

空间预分配。SDS扩展空间 len<1mb 会预分配len大小的空间， len>1mb会预分配1mb空间

惰性空间释放  缩减字符串长度空间不会释放，会放到free属性记录

二进制安全    c字符串只能结尾空字符串，所以只能存储文本，SDS可以存储图片 音频 压缩文件等二进制数据，不会对二进制数据进行过滤限制等

2.链表。最常见的数据结构，c语言没有内置这种结构 redis构建了自己的链表实现

结构a d li s t.h/listNode

typedef struct listNode{
   struct  listNode *prev;
   struct listNode *next;
   void *value;
}listNode

typedef struct list{
    listNode  *head;
    listNode *tail;
    unsigned  long len;
    void *(*dup) (void *ptr);
    void (*free) (void *ptr);
    void (*match) (void *ptr, void *key);
}

redis实现了双端链表(prev  next指针) 无环(头节点prev和尾节点的next指向null)。带头指针和尾指针 带长度值 多态

3.字典  符号表 关联数组 映射 一种key-value的抽象数据结构

redis的字典是有的hash表定义 dict.h/dictht

typedef struct ditch{
     dictEntry **table;
     unsigned long size;
     unsigned long size mask;
     unsigned long used;

}ditch;

typedef struct dicEntry{
    void *key;
    union{
        void *val;
        uint64_tu64;
        int64_ts64;
    }v;
 struct dictEntry *next;
}dicEntry;

next属性值用来解决hash冲突的 链式地址法

4.跳跃表 有序的数据结构 每个节点存在多个指针，可以快速访问其他节点

结构

typedef struct zskiplistNode{

   struct zskiplistlevel{

        struct zskiplistNode *forward;

        unsigned int span;

   }

    struct zskiplistNode *backward;

    double score;

    robj  *obj;

}

5.整数集合 只包含整数值元素。元素数量不多的集合 redis会使用整数集合作为集合键的底层实现

保存 int16 32 64_t 类型的整数值 集合元素不重复

typedef struct inset{
   uint32_t encoding;
   uint32_t length;
   int8_t contents[];
}iniset;

contents 数组元素不重复 从小到大排列

6.压缩列表   为了节约内存而开发的，特殊编码的连续内存快组成的顺序型数据结构