redis dict.h源码分析

/* Hash Tables Implementation.
*
* This file implements in memory hash tables with insert/del/replace/find/
* get-random-element operations. Hash tables will auto resize if needed
* tables of power of two in size are used, collisions are handled by
* chaining.
*/

#ifndef __DICT_H
#define __DICT_H

#define DICT_OK 0
#define DICT_ERR 1

/* Unused arguments generate annoying warnings... */
#define DICT_NOTUSED(V) ((void) V)

/*
* dict 是主要是由 struct dictht 的 哈唏表构成的, 之所以定义成长度为2的( dictht ht[2] ) 哈唏表数组,
* 是因为 redis 采用渐进的 rehash,即当需要 rehash 时,每次像 hset,hget 等操作前,先执行N 步 rehash.
* 这样就把原来一次性的 rehash过程拆散到进行, 防止一次性 rehash 期间 redis 服务能力大幅下降. 这种渐进的 rehash
* 需要一个额外的 struct dictht 结构来保存.
struct dictht 主要是由一个 struct dictEntry 指针数组组成的, hash 表的冲突是通过链表法来解决的.

在Redis中，hash表被称为字典（dictionary），采用了典型的链式解决冲突方法，即：当有多个key/value的key的映射值（每
对key/value保存之前，会先通过类似HASH(key) MOD N的方法计算一个值，以便确定其对应的hash table的位置）相同时，会将
这些value以单链表的形式保存；同时为了控制哈希表所占内存大小，redis采用了双哈希表(ht[2])结构，并逐步扩大哈希表容量（桶
的大小）的策略，即：刚开始，哈希表ht[0]的桶大小为4，哈希表ht[1]的桶大小为0，待冲突严重（redis有一定的判断条件）后，
ht[1]中桶的大小增为ht[0]的两倍，并逐步(注意这个词：”逐步”)将哈希表ht[0]中元素迁移（称为“再次Hash”）到ht[1]，
待ht[0]中所有元素全部迁移到ht[1]后，再将ht[1]交给ht[0]（这里仅仅是C语言地址交换），之后重复上面的过程。
*/
typedef struct dictEntry {
void *key;
void *val;
struct dictEntry *next;//chaining to avoid hash conflict
} dictEntry;

//每种hash table的类型，里面既有成员函数，又有成员变量，完全是模拟的C++类，注意，
//每个函数带有的privdata均为预留参数
typedef struct dictType {
unsigned int (*hashFunction)(const void *key);
void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
} dictType;

/* This is our hash table structure. Every dictionary has two of this as we
* implement incremental rehashing, for the old to the new table. */
typedef struct dictht {
dictEntry **table;//hash 表中的数据，以key/value形式，通过单链表保存
//a pointer to dictEntry*, not an array of dictEntry*.
//dictEntry can perform chaining work
unsigned long size;//桶个数
unsigned long sizemask; //size - 1，
//hashresult & sizemask = hashresult % sizemask, result is 0 ~ size - 1
unsigned long used; //实际保存的元素数entry num
} dictht;
/*
* lazy rehashing：在每次对dict进行操作的时候执行一个slot的rehash
* active rehashing：每100ms里面使用1ms时间进行rehash。
*/
typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
int rehashidx; /* rehashidx是下一个需要rehash的项在ht[0]中的索引
rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
int iterators; /* number of iterators currently running
记录当前dict中的迭代器数，主要是为了避免在有迭代器时rehash，在有迭代
器时rehash可能会造成值的丢失或重复，*/
} dict;

/* If safe is set to 1 this is a safe iteartor, that means, you can call
* dictAdd, dictFind, and other functions against the dictionary even while
* iterating. Otherwise it is a non safe iterator, and only dictNext()
* should be called while iterating. */
typedef struct dictIterator {
dict *d;
int table;//所在的table
int index;//在两个table中的index,可能大于d.table[0]的size
int safe;
dictEntry *entry, *nextEntry;
} dictIterator;

/* This is the initial size of every hash table */
#define DICT_HT_INITIAL_SIZE     4

/* ------------------------------- Macros ------------------------------------*/
#define dictFreeEntryVal(d, entry) \
if ((d)->type->valDestructor) \
(d)->type->valDestructor((d)->privdata, (entry)->val)

#define dictSetHashVal(d, entry, _val_) do { \
if ((d)->type->valDup) \
entry->val = (d)->type->valDup((d)->privdata, _val_); \
else \
entry->val = (_val_); \
} while(0)

#define dictFreeEntryKey(d, entry) \
if ((d)->type->keyDestructor) \
(d)->type->keyDestructor((d)->privdata, (entry)->key)

#define dictSetHashKey(d, entry, _key_) do { \
if ((d)->type->keyDup) \
entry->key = (d)->type->keyDup((d)->privdata, _key_); \
else \
entry->key = (_key_); \
} while(0)

#define dictCompareHashKeys(d, key1, key2) \
(((d)->type->keyCompare) ? \
(d)->type->keyCompare((d)->privdata, key1, key2) : \
(key1) == (key2))

#define dictHashKey(d, key) (d)->type->hashFunction(key)

#define dictGetEntryKey(he) ((he)->key)
#define dictGetEntryVal(he) ((he)->val)
#define dictSlots(d) ((d)->ht[0].size+(d)->ht[1].size)
#define dictSize(d) ((d)->ht[0].used+(d)->ht[1].used)
#define dictIsRehashing(ht) ((ht)->rehashidx != -1)

/* API */
dict *dictCreate(dictType *type, void *privDataPtr);
int dictExpand(dict *d, unsigned long size);
int dictAdd(dict *d, void *key, void *val);
int dictReplace(dict *d, void *key, void *val);
int dictDelete(dict *d, const void *key);
int dictDeleteNoFree(dict *d, const void *key);
void dictRelease(dict *d);
dictEntry * dictFind(dict *d, const void *key);
void *dictFetchValue(dict *d, const void *key);
int dictResize(dict *d);
dictIterator *dictGetIterator(dict *d);
dictIterator *dictGetSafeIterator(dict *d);
dictEntry *dictNext(dictIterator *iter);
void dictReleaseIterator(dictIterator *iter);
dictEntry *dictGetRandomKey(dict *d);
void dictPrintStats(dict *d);
unsigned int dictGenHashFunction(const unsigned char *buf, int len);
unsigned int dictGenCaseHashFunction(const unsigned char *buf, int len);
void dictEmpty(dict *d);
void dictEnableResize(void);
void dictDisableResize(void);
int dictRehash(dict *d, int n);
int dictRehashMilliseconds(dict *d, int ms);

/* Hash table types */
extern dictType dictTypeHeapStringCopyKey;
extern dictType dictTypeHeapStrings;
extern dictType dictTypeHeapStringCopyKeyValue;

#endif /* __DICT_H */