[redis读书笔记] 第一部分 数据结构与对象 字典

三 字典

　　字典是Hash对象的底层实现，比如用HSET创建一个HASH的对象，底层可能就是用一个字典实现的键值对。

字典的实现主要设计下面三个结构：

/*
 * 哈希表节点
 */
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;    

/*
 * 哈希表
 *
 * 每个字典都使用两个哈希表，从而实现渐进式 rehash 。
 */
typedef struct dictht {

    // 哈希表数组
    // [JZ]: 即二维数组/链表
    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;

/*
 * 字典类型特定函数
 */
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;

/*
 * 字典
 */
typedef struct dict {

    // 类型特定函数
    dictType *type;

    // 私有数据
    void *privdata;

    // 哈希表
    dictht ht[];

    // rehash 索引
    // 当 rehash 不在进行时，值为 -1
    int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */

    // 目前正在运行的安全迭代器的数量
    int iterators; /* number of iterators currently running */

} dict;

他们之间的关系如下图：

- dict.type里会注册回调函数，用来实现计算哈希值(hashFunction（），redis使用MurmurHash2算法来计算哈希值(dictEncObjHash))等等功能，用dict.sizemask计算索引值，即dictentry[i]的下标值

- 键冲突：不同的键分配到同一个索引，就在这个dictentry[i]上构成单向链表

- rehash：哈希表有一个负载因子的概念，load_factor=ht[0].used/ht[0].size,当这个值大于等于1(或者满足以下条件)，会进行rehash，也代表了保存的键值过多，进行重新的散列操作，从ht[0]转移所有的hashNode到ht[1]。

rehash过程中，dict.rehashidx用来标明是否在rehash(-1为非rehash)，每做一个就加1，最终全部做完后，置为-1，然后将ht[1]的所有entry拷贝回ht[0]，这样不需要一次性完成所有node的rehash，避免了rehash时的庞大而集中的计算量。

rehash过程中，如果有对字典的删除，查找和更新操作，可能会对ht[0]和ht[1]都进行操作，比如查找会先到ht[0]找，找不到会到ht[1]找，如果新建，则会保存到ht[1]，ht[0]不做新增，保证ht[0]里的键值对只减不增，并随着rehash最终成为空表