freeswitch APR库哈希表

概述

freeswitch的核心源代码是基于apr库开发的，在不同的系统上有很好的移植性。

哈希表在开发中应用的非常广泛，主要场景是对查询效率要求较高的逻辑，是典型的空间换时间的数据结构实现。

大多数的底层库有各自的哈希表实现方法，那么apr库中对于哈希表究竟是如何实现的呢，其中有什么优点和缺点？

下面我们对apr库的哈希表实现做一个介绍。

环境

centos：CentOS  release 7.0 (Final)或以上版本

freeswitch：v1.8.7

GCC：4.8.5

哈希表数据结构

apr库的哈希表源代码文件在libs/apr目录下。

libs\apr\include\apr_hash.h

libs\apr\tables\apr_hash.c

哈希表结构体定义在apr_hash.c中。

struct apr_hash_entry_t {

apr_hash_entry_t *next;

unsigned int      hash;

const void       *key;

apr_ssize_t       klen;

const void       *val;

};

struct apr_hash_index_t {

apr_hash_t         *ht;

apr_hash_entry_t   *this, *next;

unsigned int        index;

};

struct apr_hash_t {

apr_pool_t          *pool;

apr_hash_entry_t   **array;

apr_hash_index_t     iterator;  /* For apr_hash_first(NULL, ...) */

unsigned int         count, max;

apr_hashfunc_t       hash_func;

apr_hash_entry_t    *free;  /* List of recycled entries */

};

常用函数

查看源代码头文件libs\apr\include\apr_hash.h。

apr_hashfunc_default          //默认hash函数

apr_hash_make                   //创建hash表

apr_hash_make_custom      //创建hash表，自定义hash函数

apr_hash_copy                    //复制hash表

apr_hash_set                       //hash表插入一个新的键值对

apr_hash_get                      //hash表查找key对应的value

apr_hash_first                     //hash表遍历，第一个节点

apr_hash_next                     //hash表遍历，下一个节点

apr_hash_this                      //hash表遍历，获取当前节点内容

apr_hash_count                  //hash表键值对计数

apr_hash_clear                    //清空所有键值对

apr_hash_overlay                //合并俩个hash表

apr_hash_merge                 //合并俩个hash表，自定义冲突处理函数

apr_hashfunc_default默认哈希函数

apr库哈希表默认的哈希函数使用times33哈希算法，times33算法很简单，就是不断的乘33。

对于字符串类型的key，times33算法很好用，计算很快，hash结果分布均匀。

核心代码如下：

if (*klen == APR_HASH_KEY_STRING) {

for (p = key; *p; p++) {

hash = hash * 33 + *p;

}

*klen = p - key;

}

else {

for (p = key, i = *klen; i; i--, p++) {

hash = hash * 33 + *p;

}

}

apr_hash_make创建

apr库哈希表的创建函数。

1， 从内存池分配apr_hash_t大小的内存。

2， 字段初始化，包括内存池指针赋值，free指针设置为NULL，count设置为0，max为INITIAL_MAX（15）， array指针数组内存分配，hash函数使用apr_hashfunc_default。

apr_hash_set插入

apr库哈希表，插入键值对。

1， 查找。根据key计算hash值，并在hash值对应的array[hash & ht->max]下查找key，key已存在则返回当前entry。key不存在，优先从free链表中获取entry，否则新建entry并返回。

2， 检查获取到的entry。如果传入的val值为空，则将该entry删除并加入free链表。传入的val值正常，则替换entry中的val字段。

3， 检查count计数超过max时，扩展哈希表。

4， 扩展哈希表时，创建new_array数组，new_max大小为（max * 2 + 1）。遍历array，赋值到new_array并切换array数组。

apr_hash_get查找

apr哈希表查找的逻辑：

根据key计算hash值，并在hash值对应的array[hash & ht->max]下查找key，key存在则返回当前entry中的val值。key不存在则返回NULL。

apr_hash_clear清空

apr哈希表清空的逻辑：

遍历hash表，把所有的entry节点中的val设置为NULL。

所以，apr_hash_clear之后，hash表并没有清空，只是把所有的entry节点的val置空，并将entry放入了free链表。

总结

apr库的哈希表对于大部分场景已经足够使用了。但是有一些特殊的场景要考虑到出问题的可能。

apr库哈希表不是线程安全的。

apr库哈希表没有对冲突做进一步处理，在array[i]下的entry链表长度超过某个阈值时，通过某些方法降低冲突，比如扩容、修改hash算法、entry使用红黑树代替链表等等。

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空空如常

求真得真