Redis学习 -- 常用数据结构
二、链表
链表的声明与实现在/src/adlist.h、/src/adlist.c中
//双向链表
typedef struct listNode {
struct listNode *prev;
struct listNode *next;
void *value;
} listNode;
typedef struct listIter {
listNode *next;
int direction;
} listIter;
//每个链表使用一个list结构来表示，这个结构带有表头节点指针、表尾节点指针，以及链表长度等信息
typedef struct list {
listNode *head;
listNode *tail;
void *(*dup)(void *ptr);
void (*free)(void *ptr);
int (*match)(void *ptr, void *key);
unsigned long len;
} list;
通过为链表设置不同的类型特定函数，Redis的链表可以用来保存各种不同类型的值
三、字典
字典的声明与实现在src/dict.h、src/dict.c。字典是redis的底层基础，对数据库的增删改查也是构建在对字典的操作之上的
在源码注释中，字典叫哈希表（hash table)，实现了insert/del/replace/find/get-random-element 这些操作，使用链式法处理哈希冲突
重要结构体定义：
- 哈希表节点实体
typedef struct dictEntry {
void *key;
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
double d;
} v;
struct dictEntry *next; /* 同一个篮子的下一个Entry */
void *metadata[]; /* An arbitrary number of bytes (starting at a
* pointer-aligned address) of size as returned
* by dictType's dictEntryMetadataBytes(). */
} dictEntry;
- 类型方法接口
typedef struct dictType {
uint64_t (*hashFunction)(const void *key);
void *(*keyDup)(dict *d, const void *key);
void *(*valDup)(dict *d, const void *obj);
int (*keyCompare)(dict *d, const void *key1, const void *key2);
void (*keyDestructor)(dict *d, void *key);
void (*valDestructor)(dict *d, void *obj);
int (*expandAllowed)(size_t moreMem, double usedRatio);
/* Allow a dictEntry to carry extra caller-defined metadata. The
* extra memory is initialized to 0 when a dictEntry is allocated. */
size_t (*dictEntryMetadataBytes)(dict *d);
} dictType;
- 哈希表结构实现
struct dict {
//dictType 包含了一系列的用于操作特定类型键值对的函数，Redis会为用途不同的字典设置不同de
dictType *type;
//dictEntry结构保存着一个键值对。通常只使用ht_table[0],只有在对ht_table[0]进行rehash时，才使用ht_table[1]
dictEntry **ht_table[2];
unsigned long ht_used[2];
//rehashidx 记录rehash的进度，没有进行rehash时为-1,另外，负载因子设定为1.618，在server.h中定义
long rehashidx;
/* Keep small vars at end for optimal (minimal) struct padding */
int16_t pauserehash; /* If >0 rehashing is paused (<0 indicates coding error) */
signed char ht_size_exp[2]; /* size的指数 (size = 1<<exp) */
};
四、跳表
跳表是一种有序数据结构，通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针，从而达到快速访问节点的目的，在大部分情况下，跳表的效率可以和平衡树相媲美，并且实现更为简单
Redis使用跳表作为有序集合键的底层实现之一
因还未在源码找到跳表实现，故先跳过
五、整数集合（intset）
intset是redis用来保存整数值的集合抽象数据结构，可以保存类型为int16_t、int32_t、int64_t的整数值，并且保证集合中不会出现重复元素
该数据结构在intset.h中定义
typedef struct intset {
uint32_t encoding; //编码方式
uint32_t length; //包含的元素数量
int8_t contents[]; //保存元素的数组
} intset;
升级
当我们要将一个新元素添加到整数集合里面，并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要长时，intset需要先进行升级(upgrade)，然后才能将新元素添加到intset里面，升级分为三步骤：
- 根据新元素类型，扩展
intset底层数组的空间大小，并为新元素分配空间。 - 将底层数组现有的所有元素转换成与新元素相同的类型，将转换后的元素放在正确的位置上，并且在放置元素时，维持有序
- 将新元素添加到底层数组
/* Upgrades the intset to a larger encoding and inserts the given integer. */
static intset *intsetUpgradeAndAdd(intset *is, int64_t value) {
uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding); //当前编码
uint8_t newenc = _intsetValueEncoding(value); //新元素编码
int length = intrev32ifbe(is->length); //intrev32ifbe()是一个宏，只有在目标主机是大端序的时候会转换为小端序
int prepend = value < 0 ? 1 : 0; //判断元素位置
/* 修改intset编码并重新分配内存 */
is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
/* Upgrade back-to-front so we don't overwrite values.
* Note that the "prepend" variable is used to make sure we have an empty
* space at either the beginning or the end of the intset. */
while(length--)
_intsetSet(is,length+prepend,_intsetGetEncoded(is,length,curenc)); //秒啊，如果prepend为1，前面就会空出来位置放新元素，否则后面空出来
/* 因为引发升级的新元素总是比该intset的所有元素长度都大，所以要么会放在最开头，要么放在最末尾 */
if (prepend)
_intsetSet(is,0,value);
else
_intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
return is;
}
压缩列表(ziplist)
压缩列表是列表键和哈希键的底层实现之一。当一个列表键只包含少量列表项，并且每个列表项要么就是小整数值，要么就是长度比较短的字符串，那么Redis会使用压缩列表来作为列表键的底层实现
