Redis之Hash数据结构
2015-10-28 21:47
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0.前言
redis是KV型的内存数据库, 数据库存储的核心就是Hash表, 我们执行select命令选择一个存储的db之后, 所有的操作都是以hash表为基础的, 下面会分析下redis的hash数据结构和实现.1.hash数据结构
/*Hash表一个节点包含Key,Value数据对 */
typedef struct dictEntry {
void *key;
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
double d;
} v;
struct dictEntry *next; /* 指向下一个节点, 链接表的方式解决Hash冲突 */
} dictEntry;
/* 存储不同数据类型对应不同操作的回调函数 */
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;
typedef struct dictht {
dictEntry **table; /* dictEntry*数组,Hash表 */
unsigned long size; /* Hash表总大小 */
unsigned long sizemask; /* 计算在table中索引的掩码, 值是size-1 */
unsigned long used; /* Hash表已使用的大小 */
} dictht;
typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2]; /* 两个hash表,rehash时使用*/
long rehashidx; /* rehash的索引, -1表示没有进行rehash */
int iterators; /* */
} dict;2.hash数据结构图
3.渐进式hash说明
dict中ht[2]中有两个hash表, 我们第一次存储数据的数据时, ht[0]会创建一个最小为4的hash表, 一旦ht[0]中的size和used相等, 则dict中会在ht[1]创建一个size*2大小的hash表, 此时并不会直接将ht[0]中的数据copy进ht[0]中, 执行的是渐进式rehash, 即在以后的操作(find, set, get等)中慢慢的copy进去, 以后新添加的元素会添加进ht[0], 因此在ht[1]被占满的时候定能确保ht[0]中所有的数据全部copy到ht[1]中.4.创建hash表
创建hash表过程非常简单,直接调用dictCreate函数, 分配一块内存,初始化中间变量即可.dict *dictCreate(dictType *type, void *privDataPtr)
{
/*分配内存*/
dict *d = zmalloc(sizeof(*d));
/*初始化操作*/
_dictInit(d,type,privDataPtr);
return d;
}5.添加元素
hash表中添加元素,首先判断空间是否足够, 然后计算key对应的hash值, 然后将需要添加的key和value放入表中.int dictAdd(dict *d, void *key, void *val)
{
/*添加入hash表中, 返回新添加元素的实体结构体*/
dictEntry *entry = dictAddRaw(d,key);
if (!entry) return DICT_ERR;
/*元素val值放入元素实体结构中*/
dictSetVal(d, entry, val);
return DICT_OK;
}
/*
*添加元素实体函数
*/
dictEntry *dictAddRaw(dict *d, void *key)
{
int index;
dictEntry *entry;
dictht *ht;
if (dictIsRehashing(d)) _dictRehashStep(d);
/*根据key值计算新元素在hash表中的索引, 返回-1则表示元素已存在, 直接返回NULL*/
if ((index = _dictKeyIndex(d, key)) == -1)
return NULL;
/*如果在进行rehash过程,则新元素添加到ht[1]中, 否则添加到ht[0]中 */
ht = dictIsRehashing(d) ? &d->ht[1] : &d->ht[0];
entry = zmalloc(sizeof(*entry));
entry->next = ht->table[index];
ht->table[index] = entry;
ht->used++;
/*设置元素key*/
dictSetKey(d, entry, key);
return entry;
}
/*
*计算索引的函数
*/
static int _dictKeyIndex(dict *d, const void *key)
{
unsigned int h, idx, table;
dictEntry *he;
/* 判断hash表是否空间足够, 不足则需要扩展 */
if (_dictExpandIfNeeded(d) == DICT_ERR)
return -1;
/* 计算key对应的hash值 */
h = dictHashKey(d, key);
for (table = 0; table <= 1; table++) {
/*计算索引*/
idx = h & d->ht