redis 字典

字典：（符號表）

字典就是一個存儲kv的存儲結構，類似與c++的map，redis數據庫的底層就是使用字典實現的

除了數據庫，字典也是哈希鍵的底層實現

 

字典使用哈希表實現，哈希表中存儲的都是kv結構

typedef struct dictht {

    // 哈希表數組
    dictEntry **table;

    // 哈希表大小
    unsigned long size;

    // 哈希表大小掩碼，用於計算索引值
    // 總是等於 size - 1
    unsigned long sizemask;

    // 該哈希表已有節點的數量
    unsigned long used;

} dictht;

sizemask和哈希值一起決定了這兒節點應該放在哪里，我們每一個哈希表節點都有一個next屬性，這個可以解決鏈表沖突的問題，使得多個鍵值一樣的可以連在一起

下面我們看一下哈希表節點的定義：

typedef struct dictEntry {

    // 鍵
    void *key;

    // 值
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;

    // 指向下個哈希表節點，形成鏈表
    struct dictEntry *next;

} dictEntry;

 

 

下面是字典的定義：

type主要是針對不同的類型，private是針對函數的參數

其中計算哈希值的函數就在type里面指向的

有個哈希表數組，ht[1]只有rehash的時候使用，rehashindex也是rehash的時候使用

typedef struct dict {

    // 類型特定函數
    dictType *type;

    // 私有數據
    void *privdata;

    // 哈希表
    dictht ht[2];

    // rehash 索引
    // 當 rehash 不在進行時，值為 -1
    int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */

} dict;

typedef struct dictType {

    // 計算哈希值的函數
    unsigned int (*hashFunction)(const void *key);

    // 復制鍵的函數
    void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);

    // 復制值的函數
    void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);

    // 對比鍵的函數
    int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);

    // 銷毀鍵的函數
    void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);

    // 銷毀值的函數
    void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);

} dictType;

當加入一個鍵值的時候，我們先根據type里面的函數計算出哈希值，&mask計算出索引值，加入哈希表的指定索引中，

為了解決哈希表的沖突，我們使用拉鏈發，但是為了考慮效率，我們通常將新加入的節點放在最前面，不yongO（N）摻入

 

rehash：

哈希表的鍵值會不聽的增多減少，為了讓負載因子，維持在一個合理的范圍，我們需要適當的進行擴展和收縮

1. 為字典的 ht[1] 哈希表分配空間， 這個哈希表的空間大小取決於要執行的操作， 以及 ht[0] 當前包含的鍵值對數量 （也即是 ht[0].used屬性的值）：
2. • 如果執行的是擴展操作， 那么 ht[1] 的大小為第一個大於等於 ht[0].used * 2 的 2^n （2 的 n 次方冪）；
   • 如果執行的是收縮操作， 那么 ht[1] 的大小為第一個大於等於 ht[0].used 的 2^n 2
3. 將保存在 ht[0] 中的所有鍵值對 rehash 到 ht[1] 上面： rehash 指的是重新計算鍵的哈希值和索引值， 然后將鍵值對放置到 ht[1] 哈希表的指定位置上。
4. 當 ht[0] 包含的所有鍵值對都遷移到了 ht[1] 之后 （ht[0] 變為空表）， 釋放 ht[0] ， 將 ht[1] 設置為 ht[0] ， 並在 ht[1] 新創建一個空白哈希表， 為下一次 rehash 做准備。

 

哈希表的擴展和收縮的條件：

1：如果沒有執行BSAVE或者BGREWRITEAOF,並且負載因子大於等於1

2：如果執行BSAVE或者BGREWRITEAOF,並且負載因子大於等於5

這樣設計是因為如果執行的話，會fork出新的進程，因為遵循寫實復制，為了盡量避免寫入內存進行復制，所以將負載因子提高一些

 

如果負載因子小0.1執行收縮

 

漸進事rehash：

因為哈希表的數據可能特別的多，所有rehash不是一次完成的，是多次分批完成的，這里就用到了reashindex，最開始rehashindex=0，表示對索引值0指向的復制，結束了，開始索引值1的，rehashindx+1，這個過程中如果查找的話，會先查找ht[0]->ht[1]，添加的話都會添加大1里面，這樣可能保證服務器正常的運作