字典简介

字典是一种用于保存键值对的数据结构,可以通过键值对中的键快速地查找到对应的值。在Redis所使用的C语言中,并没有内置字典,所以Redis自己实现了字典。

整个Redis数据库的所有的键和值就组成了一个全局的字典,对数据库的增删改查操作都是构建在字典的操作之上的。

字典还是Redis的基本数据类型哈希(hash)的底层实现之一,当哈希数据类型的键和值的长度较大或者键值对数量较多的时候,Redis就会把字典作为哈希数据类型的底层实现。

字典还是Redis的基本数据类型有序集合(zset)的底层实现之一,当有序集合中的所有元素的成员长度较长或者元素个数较多的时候,Redis就会把跳跃表和哈希表作为有序集合的内部实现。

字典的实现

在Redis中的字典是由dict结构表示的,其底层实现使用了哈希表,一个哈希表包含多个哈希表结点,每一个哈希表结点都保存了字典中的一个键值对。下面我们一个一个地详细了解一下。

字典结构

字典是由dict结构表示的,它包含以下几个属性:

  • type属性:一个指向dictType结构的指针,每个dictType结构都保存了一套针对其特定类型键值对操作的函数。
  • privdata属性:保存了需要传给其特定类型函数的可选参数。
  • ht属性:一个包含两个项的数组,每一项都是一个哈希表。一般情况下,字典只使用第一个哈希表,只由在重新散列(rehash)的时候才会用到第二个哈希表。
  • rehashidx属性:用于记录重新散列(rehash)的进度,当没有重新散列(rehash)的时候,它的值为-1。

其中,type属性和privdata属性组合以后,就可以针对不同类型的键值对做不同的处理操作,比如:计算哈希值、复制键、复制值、对比键、销毁键、销毁值等等。

哈希表

哈希表使用dictht结构表示,它包含以下几个属性:

  • table属性:一个哈希表数组,数组中每个项都是指向哈希表结点的指针,每一个哈希表结点都保存了字典中的一个键值对。
  • size属性:哈希表的大小,也是就是哈希表数组(table)的大小。
  • sizemask属性:哈希表大小掩码,用于计算索引值,一直等于哈希表大小(size)-1。
  • used属性:哈希表中已有结点的数量。

哈希表结点

哈希表结点使用dictEntry结构表示,它包含以下几个属性:

  • key属性:用于保存键值对中的键。
  • v属性:用于保存键值对中的值。它可以是一个指针,也可以是一个uint64_t的整数,也可以是一个int64_t的整数。
  • next属性:一个指向下一个哈希表结点的指针。当发生键冲突的时候,它可以把多个哈希表结点连接起来,形成一个单向链表。

字典示例

说了这么多,都比较抽象不容易理解,我们来举个例子:

这就是一个字典的内部结构,其中有3个键值对,键分别是:万、猫、学社。

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