Redis內部涉及 的資料結構

2021-09-02 12:18:01 字數 1919 閱讀 7972

redis就是記憶體中維持乙個巨大的字典,字典的key節點及value節點是乙個個資料結構。

在這裡簡單介紹一下redis用到的資料結構。

[b]1.簡易動態字串(sds)[/b]

redis沒有使用傳統的c字串形式,取而代之的是自己實現了乙個簡單動態字串簡易動態字串結構,簡稱為sds(****** dynamic strings)。

sds相容c字串的同時,帶來了二進位制安全、計算更有效率、杜絕緩衝區溢位等優點。

struct sdshdr ;

"hello"的儲存方式在內部就可能(小夥伴們考慮一下為啥是可能呢?)表示成下面的形式

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[b]2.雙鏈表(adlist)[/b]

雙鏈表是乙個基本的資料結構,樣子就像一串回形針。

redis中的雙鏈表跟小夥伴們在《資料結構》中學到的雙鏈表一模一樣,在此就不詳細介紹了。

放個示意圖

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[b]3.字典(dict)[/b]

作為key-value資料庫,上面提到過整個redis就是乙個巨大的字典,字典的設計決定了此類產品的成敗。

redis的字典由字典型別特定函式和2個雜湊表表組成。特定函式包括計算雜湊值、複製鍵\值等一些列函式組成,兩個雜湊表用來實現漸進式 rehash。

typedef struct dict  dict;

雜湊表hash演算法採用比較流行的murmurhash2演算法,對於規律性較強的key,節點更加「分布均勻」。

用鍊錶法處理hash碰撞,將多個雜湊值相同的節點串連在一起。

漸進式 rehash是redis字典特性,防止一次rehash導致系統資源使用增高可能導致的卡死。

非rehash時,資料會放到雜湊表ht[0];rehash時,新插入的資料會放置到ht[1],同時每次字典操作都會從ht[0]移動一定數量的雜湊表節點到ht[1],直到ht[0]節點數變為0,

然後執行ht[0]=ht[1],重置ht[1]。

示意圖為正在rehash的字典的示意

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[b]4.跳表(skiplist)[/b]

跳表是種偷懶的設計,用來替代平衡樹,跳表的演算法有同平衡樹一樣的漸進的預期時間邊界,並且更簡單、更快速和使用更少的空間。

跳表是按照層級來建造的,每層皆是乙個鍊錶,上層是下層的快速跑道可以更快的定位資料所在的位置範圍,查詢資料時逐層定位縮小範圍直至範圍變為1或者0。

typedef struct zskiplistnode  level;

} zskiplistnode;

各個level節點記錄前進指標的同時也會記錄到下乙個節點的跨度,遍歷跳表只需按照跨度等於1從頭到尾訪問節點即可。

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[b]5.壓縮列表(ziplist)[/b]

壓縮列表是redis為解決記憶體而設計的儲存方式,到滿足一定的條件(如元素的個數少、key或者value的長度短)的情形下,list和字典都有可能使用壓縮列表儲存。

壓縮列表的儲存結構如下:

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zlbytes 記錄整個壓縮表占用的位元組數

zltail 記錄壓縮列表尾節點距離壓力表第乙個位元組位址的偏移

zllen 表示壓縮節點的個數

zlentry 為壓縮表節點

zlend 壓縮表結尾特殊位元組,為0xff

zlentry的結構如下

typedef struct zlentry  zlentry;

6.整數集合(intset)

當集合中只有整數時,redis會使用下面的結構來儲存這些整數。

typedef struct intset  intset;

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