Redis數據結構之字典

一 應用場景

     字典在Redis中的應用至關普遍，好比Redis的數據庫就是使用字典做爲底層實現的，對數據庫的增刪該查也是構建在對字典的操做之上。

  Redis的字典使用哈希表做爲底層實現，一個哈希表裏能夠有多個哈希表節點，而每一個哈希表節點就保存了字典中的一個鍵值對

二 數據結構

       哈希表的數據結構

     

         哈希表節點

      

     字典的數據結構

       

該圖展現了一個普通狀態下（沒有進行rehash）的字典

三 哈希算法

 當要將一個新的鍵值對添加到字典裏面時，程序須要先根據鍵值對計算出哈希值和索引值，而後再根據索引值，將包含鍵值對的哈希表節點放到哈希表數組指定的索引上面。

  //計算hash值

 hash=dict->type->hashFunction(key);

  // 計算索引

 index = hash & dict->ht[x].sizemask;

  例如

  index= hash & dict->ht[x].sizemask=2;

 

四 解決hash衝突

  當有兩個或兩個以上的數量的鍵被分配到了hash表數組的同一個索引上面時，就發生衝突

  Redis採用鏈地址法來解決hash衝突

   例如

五  擴容（Rehash）

咱們對下圖的ht[0]進行擴展操做，那麼將執行以下步驟

1 ht[0].used=4,ht[1]的size 將設置爲8，以下圖

2 將ht[0]包含的四個鍵值對都rehash 到ht[1]。以下圖

3 釋放ht[0]，並將ht[1] 設置ht[0],而後將ht[1]分配一個空白的hash表

六 漸進式Rehash

 上面哈希表的擴展須要將ht[0]裏面的全部鍵值對rehash到ht[1]裏面，可是這個rehash 動做並非一次性的完成，而是分屢次完成。這樣作的緣由在於，若是ht[0]裏面只保存四個鍵值對，Redis 服務器瞬間就能完成，若是hash表裏的鍵值對是四千萬，四億，龐大的計算量會讓服務器在一段時間內中止服務。

 漸進式步驟以下

 

 

 

省略步驟。。。。。。

字典會同時使用ht[0]和ht[1]兩個哈希表，因此在漸進式rehash 進行期間，字典的查找，刪除，修改，會在兩個表上進行。例如查找一個鍵值對，會如今ht[0]中查找，沒有找到會到ht[1]查找。