一、簡單動態(tài)字符串SDS

struct sdshdr {
  int len;
  int free;
  char[] buf;
}

簡單字符串結構被用于存儲redis的key對象和String類型的value對象

其中的free和len字段可以輕松的使得在該字符串被修改時判斷是否需要擴容。

為啥呢？因為redis的協(xié)議發(fā)送一個SET請求時格式開頭會帶上需要插入的value的長度，這樣根據(jù)free以及l(fā)en可以判斷此時redis分配的數(shù)組大小是多少，需不需要擴容。對比于C語言的O(n)復雜度計算數(shù)組長度更快。

擴容策略：如果字符串大小<1MB, 每次擴容為2n+1大?。蝗绻笥?MB,每次擴容1MB。

二、鏈表

鏈表結構用于存儲list類型的鍵值（類似index），還有發(fā)布訂閱等功能也用了鏈表結構。

鏈表節(jié)點：ListNode

鏈表：list

代碼塊  

typedef struct list{
	ListNode * tail;
	ListNode * head;
	unsigned long len;
	//節(jié)點值復制方法
	 void *(*dup) (void * ptr);
	//節(jié)點值釋放方法
	 void *(*free) (void * ptr);
	//節(jié)點值對比方法
	int (*match)(void * ptr, void * key);
}

list+ListNode的鏈表結構

  三、字典

哈希表的結構：

字典的結構：

typedef struct dict{
	dictType *type;
  void *privdata;
  dictht *ht[2];
  int rehashIndx;	
}

ht[2]: 需要兩個hashTable的原因是在進行rehash的操作時，需要使用另一個hashTable。

rehashIndx:在不進行rehash時值為-1，在漸進rehash過程中，這個值代表了rehash進行到的dictEntry的索引。

在hash時將會根據(jù)key取哈希&sizeMark來獲得dictEnrty數(shù)組的下標索引，當數(shù)組中非空則將dictEntry元素插入到鏈表第一個位置。

隨著鏈表的長度越來越長，對于字典的查詢速度也會越慢，這時候就需要rehash。

rehash將會用到另一個空哈希表ht[1]，將里面的table數(shù)組大小增加，再將原來的鍵值重新hash放入新的DictEntry中。rehash完畢后，把ht[1]變?yōu)閔t[0], 再重新開辟一個空間作為ht[1]。

四、跳躍表

跳躍表用作有序集合鍵的底層實現(xiàn)以及在集群節(jié)點用作內(nèi)部數(shù)據(jù)結構

后退指針：后退指針用于從表尾遍歷節(jié)點。

object：保存的是一個指向對象的指針。

score分值：關乎節(jié)點的排序，如果分值相同則成員對象較大的排在后面。

zskiplist：雖然通過多個節(jié)點就可以組成跳躍表，但是使用zskiplist中的length、level字段就可以在O(1)復雜度返回跳躍表的長度以及層級。

五、整數(shù)集合

encoding:可支持存儲INSET_ENC_INT16、INSET_ENC_INT32、INSET_ENC_INT64（int16_t、int32_t、int64_t）三種位數(shù)的整數(shù)。

content: 在這個數(shù)組中按照大小順序存放整數(shù)，并且元素不會出現(xiàn)重復項。

集合升級：當集合需要插入一個比原有類型更大的整數(shù)時，需要先給數(shù)組的每個元素重新分配空間，首先先擴大數(shù)組空間到相應的大小，再將原來位置上的整數(shù)從后往前重新進行類型轉換放到相應的索引上。每次升級都需要對底層元素進行轉型并移動，時間復雜度為O(N)。升級使得這個集合更為節(jié)省內(nèi)存，并且可以使得使用者不必關注c語言底層創(chuàng)建數(shù)組時指定類型位數(shù)不足而導致的插入異常問題。

整數(shù)集合不支持降級。

六、壓縮列表

壓縮列表是列表建和哈希鍵底層實現(xiàn)之一。一個列表鍵只包含少量列表項，并且每個列表項要么就是整數(shù)值，要么就是長度比較短的字符串，Redis就會使用壓縮列表來做列表鍵的底層實現(xiàn)。

zlbytes:記錄整個壓縮列表占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)，對壓縮列表進行內(nèi)存重分配、計算zlend位置時使用。

zltail：記錄壓縮列表表尾節(jié)點距離壓縮列表起始地址有多少字節(jié)；通過這個偏移量，程序無序遍歷整個壓縮列表就可以確定表尾節(jié)點地址。

zzllen：壓縮列表節(jié)點數(shù)量；當這個值等于UINT16_MAX時，節(jié)點的真實數(shù)量需要遍歷整個壓縮列表才能計算得出。

entryX：列表節(jié)點，壓縮列表包含的各個節(jié)點，節(jié)點長度由節(jié)點保存的內(nèi)容決定

?zlend：特殊值0xFF記錄標記壓縮列表的末端。

壓縮列表節(jié)點

previous_entry_length：記錄前一個壓縮列表節(jié)點的長度，可通過這個屬性減去指針起始地址往前回溯節(jié)點，該屬性的長度為1字節(jié)或5字節(jié)，當前一節(jié)長度小于254字節(jié)，則前一節(jié)長度使用這個字段直接保存，如果前一節(jié)長度>=254字節(jié)，則前一字節(jié)設置為0xFE，之后四個字節(jié)用十進制保存長度。

encoding：記錄了節(jié)點content屬性保存的數(shù)據(jù)類型及長度。

content：保存節(jié)點值，可以是字節(jié)數(shù)組或者整數(shù)（"hello world"、10086）

連鎖更新機制：由于在進行節(jié)點插入時，一旦節(jié)點長度>=254字節(jié)，則修改后續(xù)節(jié)點的previos_entry_length屬性，從1字節(jié)擴至5字節(jié)，可能再次引起后續(xù)節(jié)點的連鎖修改。

就需要對壓縮列表的執(zhí)行空間重新分配，對每個節(jié)點進行重新分配需要的復雜度為O(N)，則最壞需要進行N次分配，則連鎖更新最壞復雜度為O(N2)。

到此這篇關于淺談一下Redis的數(shù)據(jù)結構的文章就介紹到這了,更多相關Redis的數(shù)據(jù)結構內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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