Redis数据结构—链表与字典的结构

Redis数据结构—链表与字典的结构
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Redis数据结构—链表与字典的结构

大家好，我是白泽。今天我们来聊一聊Redis中的链表与字典的结构

链表

关于链表的基础概念其实你在学习Redis之前一定积累了不少，所以本文将默认你已经掌握了链表相关的基础知识，而Redis的链表其实也就是普通的链表~

因为Redis是使用C语言编写的，因此Redis的数据结构的定义都是使用C语法定义的，你不需要完全理解下方C语言声明结构体的语法，但我认为依靠大家的Java知识也能理解这就像是在Java中定义了一个链表对象

Redis链表节点的结构

typedef struct listNode {
	struct listNode *prev;	//指向前一个链表节点
	struct listNode *next;	//指向后一个链表节点
	void *value;			//当前节点的值(可以按需设定不同数据类型的value)
} listNode;

很明显，当每一个节点内记录了前后两个节点位置之后，链表节点之间就能够彼此前后相连，组成双向通行车道（可以双向遍历）

Redis链表的表示

上面讲解了Redis的链表的节点表示，并由此引申了一下可以借此构建Redis双端链表，而事实上，对于每一个存在的双端链表，Redis使用一个list结构来表示

typedef struct list {
	listNode *head;			//表头节点
	listNode *tail;			//表尾节点
	unsigned long len;		//链表所包含的节点的数量
	void *(*dup)(void *ptr);	//节点复制函数
	void (*free)(void *ptr);	//节点释放函数
	void (*match)(void *ptr, void *key);//节点值对比函数
} list;

很明显，你看到三个好像是返回值为void的函数，但是看不懂C语法，没关系，传统后端功夫，自然是点到为止

Redis链表用在哪

我不想现在就告诉你，链表被广泛用于实现Redis的各种功能，比如列表键、发布于订阅、慢查询、监视器等（这太空洞了，除了让你听一遍这几个词汇，对你没有任何帮助），等我们后面讲到这几部分的时候，白泽再结合链表和你细说~

字典

和链表一样，Redis所使用的C语言并没有内置字典这种数据结构，因此Redis构建了自己的字典实现。如果你学过数据结构，你会发现Redis的字典事实上就是数据结构中的邻接表，即使没学过，往下看就好啦~

Redis字典结构总览

数组 + 链表 ==> 邻接表，实锤

Redis字典结构分解

还记得吗，上面我们说Redis链表可以用list描述，但是链表存储的数据本质上，是由一系列listNode节点通过前后指针相连存储的；类似的，Redis字典可以用如下dict描述，但是字典存储的数据本质上，是由数组 + 若干链表组合得到的数据结构存储的，字典dict结构如下：

typedef struct dict {
	dictType *type;			//类型特定函数
	void *privdata;			//私有数据
	dictht ht[2];			//哈希表数组
	int trehashidx;			//rehash索引，当rehash不在进行时，值为-1
} dict;

现在你只需要关注其中的哈希表数组ht[2]，它的数据类型为dictht，因此也是一种复合的数据结构，如下：

typedef struct dictht {
	dictEntry **table;		//哈希表数组
	unsigned long size;		//哈希表大小
	unsigned long sizemax;	//哈希表大小掩码，用于计算索引值，等于size - 1
	unsigned long used;		//该哈希表已有节点的数量
} dictht;

哈希表dictht是Redis字典的核心，dictht的四个属性中，size、sizemax、used都是用于描述table属性整体状态。看到这你就明白了，dictht的核心是dictEntry类型的table属性（再次提醒，如果没有C语言的基础，本文中一切你看不懂的语法，包括数据类型，你只需要一眼带过即可，我们的目的是学习Redis的设计思想）

table属性是一个数组，数组中的每个元素都是一个指向dictEntry结构的指针，每个dictEntry结构保存一个键值对，并含有一个指向下一个dictEntry的指针，结构如下：

typedef struct dictEntry {
	void *key;	//键
	union {		//值（可以是一个指针，可以是一个uint64_t类型的整数，也可以是一个int64_t类型的整数）
		void *val;
		uint64_t u64;
		int64_t s64;
	} v;
	struct dictEntry *next;//指向下个哈希表节点，形成链表
} dictEntry;

Redis字典的使用

很抱歉，我不太想将一篇文章的篇幅变得太大，因为阅读大体量的技术文章确实容易令人心生退意，所以本文也点到为止。关于Redis字典的使用部分的知识将在白泽下一篇博客继续讲解，敬请期待~