Redis数据结构:字典(hash表)
使用場景:
# set person name "tom"
# set person name "jerry"
1. 字典結構:
哈希表數據結構typedef struct dictht {//哈希表數組,存的是哈希值dictEntrry **table;//哈希表大小(table的大小)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; 哈希表節點數據結構typedef struct dictEntry {//鍵void *key;//值 union {//值可以是一個指針void *val;//也可以是一個uint64_t整數uint64_tu64;//也可以是int64_t整數int64_ts64;} v;//指向下個哈希表節點,形成鏈表,用來使用拉鏈法解決哈希沖突struct dictEntry *next;} dictEntry; 字典數據結構typedef struct dict {//類型特定函數(保存了一些操作特定類型鍵值對函數)dictType *type;//私有數據(保存了傳給特定函數的一些參數)void *privdata;//哈希表(一般使用ht[0]哈希表,ht[1]是在rehash時使用)dictht ht[2];//rehash 索引(記錄了rehash的進度,不rehash時,值為-1)int trehashidx;} dict;
2. 哈希算法:
當添加一個新鍵值時,會先根據鍵計算出哈希值和索引值,然后將新鍵值節點放到指定索引上(dictEntry*[index])。
計算哈希值:hash = dict -> type -> hashFunction(key);
計算索引值:index = hash & dict -> ht[x].sizemask;
3. 解決哈希沖突:
當鍵沖突時,使用next指針將新鍵連接起來。注意:為了速度考慮,程序會將新節點添加到鏈表的表頭位置。
4. rehash:
隨著數據的增多和減少,為了讓哈希表的負載因子維持在一個合理的范圍,需要對哈希表進行擴展和收縮。
負載因子:load_factor = ht[0].used / ht[0].size
rehash擴展觸發條件:
1). 服務器目前沒有在執行BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF命令,并且負載因子大于等于1。
2). 服務器目前正在執行BGSAVE命令或者BGREWRITEAOF命令,并且負載因子大于等于0.5。
rehash收縮觸發條件:負載因子小于0.1。
步驟如下:
1). 在沒有rehash時,字典只使用ht[0]。在rehash時,程序會對ht[1]分配空間。
擴展:ht[1]的大小為第一個大于等于ht[0].used * 2的2^n (2的n次方冪);
收縮:ht[1]的大小為第一個大于等于ht[0].used的2^n;
2).? 將ht[0]的所有數據全部rehash到ht[1]上面,rehash指的是重新計算鍵的哈希值和索引值,然后放到ht[1]的指定位置上。
3). 當ht[0]上的數據全部遷移到ht[1]后,釋放ht[0],將ht[1]置為ht[0],并在ht[1]上新建一個空的哈希表,為下一次rehash做準備。
5.? 漸進式rehash(rehash的優化,觸發條件由負載因子決定,如上)
當哈希表的鍵值對數量巨大時,一次rehash會非常耗時,為了避免對服務器性能造成影響,服務器采用分批次、漸進式的將ht[0]里面的鍵值對慢慢的rehash到ht[1]。
步驟:
1)為ht[1]分配空間,字典同時持有ht[0]和ht[1]。
2)字典中設置一個計數器rehashidx,當值為0時,表示rehash開始。
3)在rehash期間,每次增刪改查時,程序還會順帶將ht[0]在rehashidx索引上的所有鍵值對rehash到ht[1],當rehash完成后,rehashidx增一。(這里是將table上對應的某條索引值指向的數據節點鏈表遷移到ht[1]中,th[0].table[rehashidx]數據就空了)
4)隨著操作的不斷執行,ht[0]上的所有鍵值對都會被rehash到ht[1]上,這時rehashidx為-1,表示rehash完成。
注意:
1)在rehash執行期間,新數據會保存到ht[1]里面,而ht[0]不進行添加操作,這樣,ht[0]里的數據會逐漸遷移到ht[1],直到ht[0]清空。
2)在rehash執行期間,查找某個鍵時,會先從ht[0]中查找,如果沒找到就去ht[1]里面查找。
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轉載于:https://www.cnblogs.com/wwzyy/p/10615939.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Redis数据结构:字典(hash表)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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