字典的实现

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， 而每个哈希表节点就保存了字典中的一个键值对。 接下来的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。 ## 哈希表 Redis 字典所使用的哈希表由 `dict.h/dictht` 结构定义： ~~~ 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。 图 4-1 展示了一个大小为 `4` 的空哈希表 （没有包含任何键值对）。  ## 哈希表节点 哈希表节点使用 `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_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 Redis 中的字典由 `dict.h/dict` 结构表示： ~~~ 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。 ~~~ 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` 。 图 4-3 展示了一个普通状态下（没有进行 rehash）的字典：