redis设计与实现总结--字典

字典，用于保存键值对的抽象数据结构。

每个键都是独一无二的。

Redis的数据库就是使用字典作为底层实现的。

还是哈希键的底层实现之一，当一个hash键包含的键值对比较多，又或者键值对中的元素都是比较长的字符串时，Redis就用字典作为哈希键的底层实现

 

 

哈希表
typedef struct dictht {
    //哈希表数组
    dictEntry **table;
    //哈希表大小
    unsigned long size;
    //哈希表大小掩码，用于计算索引值
    //总是等于size-1，用hash值&掩码得到
    unsigned long sizemark;
    //该哈希表已有节点的数量
    unsigned long used;
}dictht;

哈希表节点
typedef struct dictEntry {
    //键
    void *key;
    //值
    union{
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    }v;
    //指向下一个哈希表节点，形成链表
    struct dictEntry *next;
}dictEntry;

typedef struct dict {
    //类型特定函数
    dictType *type;
    //私有数据
    void *privdata;
    //哈希表
    dictht ht[2];
    //rehash索引
    //当rehash不在进行时，值为-1
        int trehashidx;
}dict;

type属性和privdata属性是针对不同类型的键值对，为创建多态字典而设置的。

 

字典采用的是MurmurHash2算法进行hash操作。算法优势：即使输入的键是有规律的，算法仍能给出一个很好的随机分布性，并且算法的计算速度也非常快。

当发生hash冲突时会用开链的方式。

 

 

rehash是为了让hash表的负载因子（used/size）维持在一个合理的范围内,对哈希表进行扩展或收缩，此时用到ht[1]。

    如果是扩展操作，则将ht[1]的大小设为第一个大于等于ht[0].used*2的2的ht[0].used*2的2^n

    如果是收缩操作，那么ht[1]的大小应该为第一个大于等于ht[0].used的2^n。

将ht[0]的键值对重新进行hash操作放入ht[1]中。然后将ht[1]作为ht[0]，将ht[1]置空。

 

当以下条件中任意一个被满足时，程序自动对hash表进行扩展操作：

1.服务器目前没有执行BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF命令，并且hash表的负载因子大于等于1.

2.服务器正在执行BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF命令，并且hash表的负载因子大于等于5.

为什么要这样，因为在执行这两个命令时，Redis要创建当前服务器的子进程，而大多操作系统采用写时复制的方法优化子进程的使用效率，所以在子进程存在期间，服务器

会提高负载因子，从而尽可能的避免在子进程存在期间进行hash表的扩展操作，这可以避免不必要的内存写入操作，最大限度节约内存，

 

当hash表的负载因子小于0.1时会自动进行收缩操作。

 

渐进式rehash

用到了rehashidx，而不是一次性的将ht[0]中的所有键值对rehash到ht[1]。也就是将rehshidx不断加一，一行一行将其键值对搞到ht[1].

这样的好处是，例如此时有个删除操作我就只需要对比reshidx的值，从而判断需不需要在ht[0]里找。这样就能减轻负担，如果没有rehashidx，就要一直找，无法判断是否在ht[0]中。

 

对于正在rehash时添加操作会直接在ht[1]操作，其他删除,查找,更新，都要在ht[0]找完ht[1]找。