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

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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

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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

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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。

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  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。