Redis设计与实现（3）字典

Redis的字典使用哈希表作为底层实现，一个哈希表里面可以有多个哈希表节点，而每一个哈希表节点就保存了字典中的一个键值对

redis字典所使用的哈希表由dict.h/dictht

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
	unsigned long sizemask;
	//该哈希表已有节点的数量
	unsigned long used;
}dictht;

table 属性是一个数组， 数组中的每个元素都是一个指向 dict.h/dictEntry 结构的指针， 每个 dictEntry 结构保存着一个键值对。

size 属性记录了哈希表的大小， 也即是 table 数组的大小， 而 used 属性则记录了哈希表目前已有节点（键值对）的数量。

sizemask 属性的值总是等于 size - 1 ， 这个属性和哈希值一起决定一个键应该被放到 table 数组的哪个索引上面。

哈希表节点
 

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

key 属性保存着键值对中的键， 而 v 属性则保存着键值对中的值， 其中键值对的值可以是一个指针， 或者是一个 uint64_t 整数， 又或者是一个 int64_t 整数。

next 属性是指向另一个哈希表节点的指针， 这个指针可以将多个哈希值相同的键值对连接在一次， 以此来解决键冲突（collision）的问题。

举个例子， 图 4-2 就展示了如何通过 next 指针， 将两个索引值相同的键 k1 和 k0 连接在一起。

字典

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 rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
 
} 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：

• type 属性是一个指向 dictType 结构的指针， 每个 dictType 结构保存了一簇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的类型特定函数。
• 而 privdata 属性则保存了需要传给那些类型特定函数的可选参数。

• typedef struct dictType {
   
      // 计算哈希值的函数
      unsigned int (*hashFunction)(const void *key);
   
      // 复制键的函数
      void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
   
      // 复制值的函数
      void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
   
      // 对比键的函数
      int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
   
      // 销毁键的函数
      void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
   
      // 销毁值的函数
      void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
   
  } dictType;
  

  ht 属性是一个包含两个项的数组， 数组中的每个项都是一个 dictht 哈希表， 一般情况下， 字典只使用 ht[0] 哈希表， ht[1] 哈希表只会在对 ht[0] 哈希表进行 rehash 时使用。

  除了 ht[1] 之外， 另一个和 rehash 有关的属性就是 rehashidx ： 它记录了 rehash 目前的进度， 如果目前没有在进行 rehash ， 那么它的值为 -1 。

• 

 解决键冲突

采用的是链地址法

举个例子， 假设程序要将键值对 k2 和 v2 添加到下图 所示的哈希表里面， 并且计算得出 k2 的索引值为 2 ， 那么键 k1 和 k2 将产生冲突， 而解决冲突的办法就是使用 next 指针将键 k2 和 k1 所在的节点连接起来， 如图 下下图所示。