Redis資料結構字典

字典在redis中應用廣泛，redis資料庫的底層就是使用字典來實現的，對資料庫的增刪查改也都是建立在字典的操作之上的。

此外，字典還是雜湊鍵的實現之一。

雜湊表由dict.h/dictht結構定義：

typedef struct dictht  dictht;

雜湊表節點使用dictentry結構表示，每個dictentry結構都儲存著乙個鍵值對：

typedef struct dictentry  v;
//指向下乙個雜湊表節點，形成鍊錶
struct dictentry *next;
} dictentry;

next屬性是指向另乙個雜湊表節點的指標，這個指標可以將多個雜湊值相同的鍵值對連線在一起，以此來解決鍵值衝突的問題(雜湊衝突)。

字典由dict.h/dict結構表示：

typedef struct dict  dict;

type屬性和privdata屬性是針對不同型別的鍵值對，為建立多型字典而設定的：

typedef struct dicttype  dicttype;

所以乙個字典裡是包含兩個雜湊表，ht。一般情況下，字典只使用ht[0]雜湊表，ht[1]雜湊表只會在對ht[0]雜湊表進行rehash時使用。

當要將乙個新的鍵值對新增到字典裡面時，程式需要先根據鍵值對的鍵計算出雜湊值和索引值，然後再根據索引值，將包含新鍵值對的雜湊表節點先放到雜湊表陣列的指定索引上面。

從字典整個hash表設計上看，就知道它使用鏈位址法解決has衝突。在雜湊節點都有乙個next指標構成乙個單向鍊錶。

由於沒有指向鍊錶尾部的指標，因此為了速度考慮，程式總是將新節點新增到鍊錶的表頭位置。

為了讓hash表的負載因子維持在乙個比較合理的範圍，當hash表儲存的鍵值對數量太或者太少時，程需要對雜湊表的大小進行相應的擴充套件或者收縮。

擴充套件和收hash表的工作通過rehash實現，步驟如下：

為字典ht[1]雜湊表分配空間，這個雜湊表的空間大小取決於要執行的操作，以及ht[0]當前包含的鍵值對數量（也就是ht[0].used屬性的值）：

如果執行的是擴充套件操作，那麼ht[1]的大小為第乙個大於等於ht[0].used*2的2^n；

執行的是收縮操作，那麼ht[1]的大小為第乙個大於等於ht[0].used的2^n。

將儲存在ht[0]中的所有鍵值對rehash到ht[1]上，rehash指的是重新計算hash值和索引值，然後將鍵值對放置到ht[1]雜湊表的指定位置上。

當ht[0]包含的所有鍵值對都遷移到ht[1]之後，釋放ht[0]，將ht[1]設定為ht[0]，並在ht[1]新建立乙個空白的雜湊表，為下一次rehash做準備。

為避免大資料量一次性rehash可能對伺服器效能造成的影響，伺服器不是一次性地將ht[0]裡面所有的鍵值對全部rehash到ht[1]，而是分多次、漸進式地將ht[0]裡面的鍵值對慢慢地rehash到ht[1]：

為ht[1]分配空間；

在字典中維持乙個索引計數器rehashidx，並將它置為0，表示rehash工作正式開始。

在rehash進行期間，每次對字典執行新增、刪除、查詢或者更新操作時，程式出了執行執行指定的操作外，還會順帶將ht[0]雜湊表在rehashidx索引上的所有鍵值對rehash到ht[1]，當rehash工作完成後，程式將rehashidx屬性的值增1.

隨著字典操作的不斷執行，最終在某個時間點上，ht[0]的所有鍵值對都會被rehash至ht[1],這是程式將rehashidx屬性的值設定為-1，表示rehash操作完成。

由於在rehash期間，字典同時在使用兩個雜湊表，所以字典的刪除、查詢、更新等操作會在兩個雜湊表上進行；而新增操作則會在ht[1]上進行，不對ht[0]進行操作，保證ht[0]只減不增。

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