redis 数据结构
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| redis對象 | redis 數據結構 |
| 字符串對象 | ?SDS(簡單動態字符串) |
| 列表對象 | ?壓縮列表(ziplist) 或 鏈表(linkedlist) |
| 哈希對象 | ?壓縮列表 或 字典 |
| 集合對象 | ?整數集合 或 字典 |
| 有序集合對象 | ?壓縮列表 或 跳躍表和字典 |
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| REDIS_STRING | REDIS_ENCODING_INT | 使用整數值實現的字符串對象。 |
| REDIS_STRING | REDIS_ENCODING_EMBSTR | 使用?embstr?編碼的簡單動態字符串實現的字符串對象。 |
| REDIS_STRING | REDIS_ENCODING_RAW | 使用簡單動態字符串實現的字符串對象。 |
| REDIS_LIST | REDIS_ENCODING_ZIPLIST | 使用壓縮列表實現的列表對象。 |
| REDIS_LIST | REDIS_ENCODING_LINKEDLIST | 使用雙端鏈表實現的列表對象。 |
| REDIS_HASH | REDIS_ENCODING_ZIPLIST | 使用壓縮列表實現的哈希對象。 |
| REDIS_HASH | REDIS_ENCODING_HT | 使用字典實現的哈希對象。 |
| REDIS_SET | REDIS_ENCODING_INTSET | 使用整數集合實現的集合對象。 |
| REDIS_SET | REDIS_ENCODING_HT | 使用字典實現的集合對象。 |
| REDIS_ZSET | REDIS_ENCODING_ZIPLIST | 使用壓縮列表實現的有序集合對象。 |
| REDIS_ZSET | REDIS_ENCODING_SKIPLIST | 使用跳躍表和字典實現的有序集合對象。 |
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REDIS_STRING
編碼raw結構
sds字符串?
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struct sdshdr{
?? ?? //記錄 buf 數組中已使用字節的數量
int len;?//紀錄buf未使用字節的數量
int free
//存放字符串
char buf[];
};
作用 ： 作為redis 的部分鍵 和 值
REDIS_LIST?
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列表實現通過 鏈表和壓縮列表
linkedlist?
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typedef struct listNode {// 前置節點struct listNode *prev;// 后置節點struct listNode *next;// 節點的值void *value;} listNode; typedef struct list {// 表頭節點listNode *head;// 表尾節點listNode *tail;// 鏈表所包含的節點數量unsigned long len;// 節點值復制函數void *(*dup)(void *ptr);// 節點值釋放函數void (*free)(void *ptr);// 節點值對比函數int (*match)(void *ptr, void *key);} list;作用 ：鏈表為列表鍵 鏈表節點為值 ?實現redis?發布與訂閱， 慢查詢， 監視器， 等等。
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REDIS_HASH
哈希鍵的實現 字典 ／壓縮列表
字典的實現
typedef struct dict {// 類型特定函數dictType *type;// 私有數據void *privdata;// 哈希表 rehash 時使用ht［1］dictht ht[2];// rehash 索引// 當 rehash 不在進行時，值為 -1int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */} dict;?
哈希表的實現
typedef struct dictht {// 哈希表數組dictEntry **table;// 哈希表大小unsigned long size;// 哈希表大小掩碼，用于計算索引值// 總是等于 size - 1unsigned long sizemask;// 該哈希表已有節點的數量unsigned long used;} dictht;哈希表的節點
typedef struct dictEntry {// 鍵void *key;// 值union {void *val;uint64_t u64;int64_t s64;} v;// 指向下個哈希表節點，形成鏈表struct dictEntry *next;} dictEntry;通過鏈表解決沖突問題
負載因子為0.5 時擴張 小于0.1收縮
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REDIS_SET ?
通過整數集合和字典實現
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整數集合結構 只有小整數 才會在這里 其余都是在字典中實現
typedef struct intset {// 編碼方式uint32_t encoding;// 集合包含的元素數量uint32_t length;// 保存元素的數組int8_t contents[];} intset;REDIS_ZSET
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有序集合通過跳躍表和字典實現或壓縮列表
有序集合的跳躍表和字典實現
跳躍表的實現
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typedef struct zskiplist {// 表頭節點和表尾節點struct zskiplistNode *header, *tail;// 表中節點的數量unsigned long length;// 表中層數最大的節點的層數int level;} zskiplist;跳躍表的節點實現
typedef struct zskiplistNode {// 后退指針struct zskiplistNode *backward;// 分值 double 類型的浮點數， 跳躍表中的所有節點都按分值從小到大來排序double score;// 成員對象 指向sds對象 值robj *obj;// 層 層高范圍1－32 第一層level［0］struct zskiplistLevel {// 前進指針 指向當前層的下一個節點struct zskiplistNode *forward;// 跨度 紀錄與同層下一節點之間的距離unsigned int span;} level[];} zskiplistNode;?
有序集合的實現
typedef struct zset {zskiplist *zsl; // 跳躍表dict *dict; // 字典} zset;zset?結構中的?dict?字典為有序集合創建了一個從成員到分值的映射， 字典中的每個鍵值對都保存了一個集合元素： 字典的鍵保存了元素的成員， 而字典的值則保存了元素的分值。 通過這個字典， 程序可以用?O(1)?復雜度查找給定成員的分值，?ZSCORE?命令就是根據這一特性實現的， 而很多其他有序集合命令都在實現的內部用到了這一特性。
為什么有序集合需要同時使用跳躍表和字典來實現？
在理論上來說， 有序集合可以單獨使用字典或者跳躍表的其中一種數據結構來實現， 但無論單獨使用字典還是跳躍表， 在性能上對比起同時使用字典和跳躍表都會有所降低。
舉個例子， 如果我們只使用字典來實現有序集合， 那么雖然以?O(1)?復雜度查找成員的分值這一特性會被保留， 但是， 因為字典以無序的方式來保存集合元素， 所以每次在執行范圍型操作 —— 比如?ZRANK?、?ZRANGE?等命令時， 程序都需要對字典保存的所有元素進行排序， 完成這種排序需要至少?O(N \log N)?時間復雜度， 以及額外的?O(N)?內存空間 （因為要創建一個數組來保存排序后的元素）。
另一方面， 如果我們只使用跳躍表來實現有序集合， 那么跳躍表執行范圍型操作的所有優點都會被保留， 但因為沒有了字典， 所以根據成員查找分值這一操作的復雜度將從?O(1)?上升為?O(\log N)?。
因為以上原因， 為了讓有序集合的查找和范圍型操作都盡可能快地執行， Redis 選擇了同時使用字典和跳躍表兩種數據結構來實現有序集合。
參考文獻 《redis設計與實現》
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轉載于:https://my.oschina.net/haloooooo/blog/872961
總結
以上是生活随笔為你收集整理的redis 数据结构的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
