redis hash表设计 redis hash怎么实现

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数据分析大师 2023-06-19 22:21:16

文章标签 redis hash表设计字典哈希表的实现原理 PHP 数组 Redis 文章分类 Redis 数据库

你好，是我琉忆。

上一篇我们主要介绍了String和List的底层实现原理，今天我们来说说Hash的数据结构。

哈希作为我们常见的一种数据结构，那么在Redis中它是怎么实现的呢？

Hash的数据结构

Redis 中的hash，内部是由 HashTable 或者 ziplist实现的。而HashTable 的内部结构是由数组加链表的二维结构实现的。它包含若干个 key-value，key 不重复。

首先我们来看看HashTable内部实现结构：

实现的流程：

redis hash表设计 redis hash怎么实现_数组_02

实现的源码：

/* * 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    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;

那么HashTable是如何实现扩容的呢？

HashTable的扩容流程

扩容流程如下：

redis hash表设计 redis hash怎么实现_Redis_03

首先我们要知道，Redis 扩容采用的是渐进式 Hash 的方式进行扩容。原来的 hash 表是 h[0]，然后加倍 size 生成一个新的 hash 表 h[1]，然后在定时任务中，渐渐地将 h[0] 中的内容迁移到 h[1] 中。

执行下面的操作时，内部的实现步骤：

读操作：先去 h[0] 中找，找不到再去 h[1] 中去找。
写操作：直接写在 h[1] 中
删除操作和读操作类似

根据上面的流程，我们来按步骤看看它的内部扩容实现：

需要知道的是：哈希表内部是由数组加链表实现的。

步骤一：新建一个 H[1]，为字典 h[1] 分配空间，hash 表初始化的状态就有一个 h[0] 和 h[1]。

int _dictInit(dict *d, dictType *type,        void *privDataPtr){    // 初始化两个哈希表的各项属性值    // 但暂时还不分配内存给哈希表数组    _dictReset(&d->ht[0]);    _dictReset(&d->ht[1]);    // 设置类型特定函数    d->type = type;    // 设置私有数据    d->privdata = privDataPtr;    // 设置哈希表 rehash 状态    d->rehashidx = -1;    // 设置字典的安全迭代器数量    d->iterators = 0;    return DICT_OK;}

具体的实现在 dict.c 中的 dictExpand 这个方法。此时 dicth[1] 指向一个数组table[]。

哈希表初始状态：

redis hash表设计 redis hash怎么实现_Redis_04