一. 概述

  字典又称符号表(symbol table),关联数组(associative array), 映射(map),是一种用于保存键值对(key-value pair)的抽象数据结构。在字典中,一个key和一个value进行关联称为键值对。在字典中每个键都是唯一的,程序可以在字典中根据键查找关联的值,或通过键更新删除值等操作。在C语言中并没有内置这种数据结构,因此Redis构建了自己的字典实现。在Redis中应用广泛, 对数据库的增,删,查,改 都是构建在对字典的操作之上的。

-- 例1
127.0.0.1:> set msg "hello world"
OK
127.0.0.1:> get msg
"hello world"

  在例1中数据库创建一个键为"msg",值为"hello world"的键值对,这个键值对就是保存在数据库的字典里面。字典还是哈希键的底层实现之一,当哈希键包含的键值对比较多,或者键值对中的元素都是比较长的字符串时,Redis就会使用字典作为哈希键的底层实现。

-- 例2: website是一个包含3个键值对的哈希键(也叫哈希表),哈希键(key)为 website,哈希键的节点键是:数据库名字,哈希键的节点值是:网址
127.0.0.1:> hmset website redis "Redis.io" mariadb "mariadb.org" mongodb "mongodb.org"
OK
127.0.0.1:> hlen website
(integer)
127.0.0.1:> hgetall website
) "redis"
) "Redis.io"
) "mariadb"
) "mariadb.org"
) "mongodb"
) "mongodb.org"

  在例2中,website哈希键的底层实现就是一个字典。字典中包含了3个键值对。字典除了用来实现数据库和哈希键之处,Redis在后续学习中会看到各种不同应用。

二. 字典的实现

   一个哈希(键)表里面可以有多个哈希节点(key-vlaue), 每个哈希节点保存了字典的一个键值对。下面三个小节将分别介绍Redis的哈希表,哈希表节点,以及字典的实现。

  2.1 哈希表定义

typedef struct dictht
{
//哈希表数组,C语言中,*号是为了表明该变量为指针,有几个* 号就相当于是几级指针,这里是二级指针,理解为指向指针的指针
dictEntry **table; //哈希表大小
unsigned long size; //哈希表大小掩码,用于计算索引值
unsigned long sizemask; //该哈希已有节点的数量
unsigned long used; }dictht;

    上面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,也是table数组的大小,而used属性则记录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(从0开始),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。

    例如:上面例2中,哈希表叫website,  对应一个dictht 结构,键值对table数组值是[3], 哈希表size值是3,索引值sizemask值是2,已有节点数量used值是3。

  2.2 哈希表节点定义 (键值对)

//哈希表节点定义dictEntry结构表示,每个dictEntry结构都保存着一个键值对。
typedef struct dictEntry
{
//键
void *key;
//值
union{
void *val;
uint64_tu64;
int64_ts64;
}v; // 指向下个哈希表节点,形成链表
struct dictEntry *next;
}dictEntry;

    上面dictEntry 结构中,key属性保存着键值中的键,而v属性则保存着键值对中的值,其中键值(v属性)可以是一个指针,或uint64_t整数,或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起,解决键冲突问题。

    下图通过next指针,将两个索引值相同(索引是2)的键k1和k0连接在一起。

  2.3 字典定义

// Redis中的字典由dict.h/dict结构表示
typedef struct dict
{
//类型特定函数
void *type; //私有数据
void *privdata; //哈希表
dictht ht[]; // rehash 索引
int trehashidx;
}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给那些类型特定函数的可选参数。

 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 *(*keyDup) (void *privdata,const void *obj); //复制值的函数
void *(*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 (*keyDestructor) (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]哈希表只会对ht[0] 哈希表进行rehash时使用。另一个和rehash有关的属性是rehashidx,它记录了rehash目前的进度,如果目前没有进行rehash,值为-1。下面图是一个没有进行rehash的字典。

  rehash是指渐进式的哈希,一张表是旧表,一张表是新表,当hashtable的大小需要动态改变的时候,旧表中的元素就往新开辟的新表中迁移,当下一次变动大小,当前的新表又变成了旧表,以此达到资源的复用和效率的提升。

redis 系列5 数据结构之字典(上)的更多相关文章

  1. redis 系列6 数据结构之字典(下)

    一.概述 接着上篇继续,这篇把数据结构之字典学习完, 这篇知识点包括:哈希算法,解决键冲突, rehash , 渐进式rehash,字典API. 1.1 哈希算法 当一个新的键值对 需要添加到字典里面 ...

  2. Redis系列二 - 数据结构

    前言 redis作为我们开发的一大神器,我们接触肯定不会少,但是很多同学也许只会存储String类型的值,这是非常不合理的.在这里,将带大家认识Redis的5中数据结构. 1.问:Redis有那些数据 ...

  3. redis 系列7 数据结构之跳跃表

    一.概述 跳跃表(skiplist)是一种有序数据结构,它通过在每个节点中维持多个指向其他节点的指针,从而达到快速访问节点的目的.在大部分情况下,跳跃表的效率可以和平衡树(关系型数据库的索引就是平衡树 ...

  4. Redis 的底层数据结构(字典)

    字典相对于数组,链表来说,是一种较高层次的数据结构,像我们的汉语字典一样,可以通过拼音或偏旁唯一确定一个汉字,在程序里我们管每一个映射关系叫做一个键值对,很多个键值对放在一起就构成了我们的字典结构. ...

  5. redis 系列8 数据结构之整数集合

    一.概述 整数集合(intset)是集合键的底层实现之一, 当一个集合只包含整数值元素,并且这个集合元素数量不多时, Redis就会使用整数集合作为集合键的底层实现.下面创建一个只包含5个元素的集合键 ...

  6. redis 系列4 数据结构之链表

    一. 概述 链表提供了高效的节点重排能力,以及顺序性的节点访问方式,并且可能通过增删节点来灵活地调整链表的长度.作为一种数据结构,在C语言中并没有内置的这种数据结构.所以Redis构建了自己的链表实现 ...

  7. redis 系列3 数据结构之简单动态字符串 SDS

    一.  SDS概述 Redis 没有直接使用C语言传统的字符串表示,而是自己构建了一种名为简单动态字符串(simple dynamic string, SDS)的抽象类型,并将SDS用作Redis的默 ...

  8. 【目录】redis 系列篇

    随笔分类 - redis 系列篇 redis 系列27 Cluster高可用 (2) 摘要: 一. ASK错误 集群上篇最后讲到,对于重新分片由redis-trib负责执行,关于该工具以后再介绍.在进 ...

  9. redis 系列14 有序集合对象

    一. 有序集合概述 Redis 有序集合对象和集合对象一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员.不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数.redis正是通过分数来为集合中的成员 ...

随机推荐

  1. pycharm的list中copy的应用

    #拷贝的意思 li = [11,22,33,44] v = li.copy() print(v) #输出结果 [11,22,33,44] #浅拷贝

  2. 使用 Fetch

    原文链接:https://css-tricks.com/using-fetch/. 本文介绍了Fetch基本使用方法及zlFetch库的使用 无论用JavaScript发送或获取信息,我们都会用到Aj ...

  3. Go语言初篇

    Go语言初篇 目录 Go-开发环境 Go-语言基础 Go-标准库 Go-面向对象 Go-并发 Go-数据库 Go-web框架 Go语言开发文档:https://studygolang.com/pkgd ...

  4. Win10家庭版WindowsUpdate属性为灰色

    一般的取消Windows更新只需要打开任务管理器,点击服务 然后点击左下角的打开服务 找到WindowsUpdate,右键属性 按照正常的电脑只要在启动类型中选择禁用,然后在恢复里的第一次操作选择无操 ...

  5. GDB 调试 C++ 程序 core dump

    https://blog.csdn.net/yockie/article/details/51973740

  6. Fiddler和app抓包

    1:请在“运行”,即下面这个地方输入certmgr.msc并回车,打开证书管理. 打开后,请点击操作--查找证书,如下所示: 然后输入“fiddler”查找所有相关证书,如下所示: 可以看到,我们找到 ...

  7. Spring Cloud 微服务笔记(七) Zuul入门

    Zuul入门 Zuul是从设备和网站到后端应用程序所有请求的前门,为内部服务提供可配置的对外URL到服务的 映射关系,基于JVM的后端路由器.其具备一下功能: 1)认证与授权 2)压力控制 3)金丝雀 ...

  8. APM飞控学习之路的资料

    飞控学习之路的资料 https://blog.csdn.net/u010682510 博客资料 https://blog.csdn.net/qq_26573899/article/category/7 ...

  9. 开发中少不了的Fun -- 获取地址栏URL参数

    假设这是一个url地址 http://localhost:8080/a/b/c?a=1&b=2#abc,里面包含的部分: protocol: 'http:', // 协议 host: 'loc ...

  10. Go语言基础之结构体

    Go语言基础之结构体 Go语言中没有“类”的概念,也不支持“类”的继承等面向对象的概念.Go语言中通过结构体的内嵌再配合接口比面向对象具有更高的扩展性和灵活性. 类型别名和自定义类型 自定义类型 在G ...