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Redis源碼實現(xiàn)：長達(dá)五個千字符的長度
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Redis是一個高性能的鍵值存儲數(shù)據(jù)庫，其前輩是Memcached，但相比之下，Redis的功能更加強(qiáng)大，例如支持多種數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)持久化等特性。Redis的源碼實現(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜，在這篇文章中，我們將詳細(xì)探討Redis源碼實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，并介紹一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。
Redis中最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是字符串，字符串的實現(xiàn)方式為SDS（簡單動態(tài)字符串）。SDS是一種可擴(kuò)展的字符串類型，支持O(1)時間復(fù)雜度的尾部追加和頭部插入，優(yōu)于C-style字符串和std::string。以下是SDS的定義：
typedef char* sds;
struct sdshdr {
long len;
long free;
char buf[];
};
通過len和free兩個成員變量，SDS可以實現(xiàn)動態(tài)伸縮，以便適應(yīng)變化的字符串長度。buf成員變量則用于保存字符串的實際內(nèi)容。
在Redis中，除了SDS，還有很多其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如鏈表、哈希表、跳躍表、有序集合等。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是基于C語言中的指針來實現(xiàn)的，其中最重要的是鏈表，因為它是其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。以下是鏈表的定義：
typedef struct listNode {
struct listNode *prev;
struct listNode *next;
void *value;
} listNode;
typedef struct list {
listNode *head;
listNode *tl;
void *(*dup)(void *ptr);
void (*free)(void *ptr);
int (*match)(void *ptr, void *key);
unsigned long len;
} list;
鏈表中的每個節(jié)點(diǎn)都有一個prev和next指針，指向前一個節(jié)點(diǎn)和后一個節(jié)點(diǎn)。鏈表的尾節(jié)點(diǎn)的next指針指向空地址，頭節(jié)點(diǎn)的prev指針也同樣指向空地址。這樣，我們可以在頭尾節(jié)點(diǎn)進(jìn)行O(1)的插入和刪除操作，而無需遍歷整個鏈表。
Redis中的哈希表則是使用了開放定址法來解決沖突的一種實現(xiàn)。以下是哈希表的定義：
typedef struct dictEntry {
void *key;
union {
void *val;
uint64_t u64;
int64_t s64;
double d;
} v;
struct dictEntry *next;
} dictEntry;
typedef struct dictht {
dictEntry **table;
unsigned long size;
unsigned long sizemask;
unsigned long used;
} dictht;
typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
long rehashidx;
unsigned long iterators;
} dict;
哈希表的核心是雙重哈希函數(shù)，一級哈希將key映射到桶號，二級哈希將key的具體位置映射到桶內(nèi)的地址。在Redis中，每個哈希表都會創(chuàng)建兩個dictht結(jié)構(gòu)體，一個ht[0]表示平時使用的哈希表，另一個ht[1]則用于擴(kuò)容時的中轉(zhuǎn)哈希表。除此之外，dict結(jié)構(gòu)體還包含了一個rehashidx變量，用于記錄哈希表的擴(kuò)容狀態(tài)。
跳躍表是Redis中較為少見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但其用于實現(xiàn)有序集合類型非常重要。以下是跳躍表的定義：
typedef struct zskiplistNode {
double score;
sds ele;
struct zskiplistNode *backward;
struct zskiplistLevel {
struct zskiplistNode *forward;
unsigned int span;
} level[];
} zskiplistNode;
typedef struct zskiplist {
struct zskiplistNode *header, *tl;
unsigned long length;
int level;
} zskiplist;
跳躍表是一種空間換時間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過在每層建索引的方法，可以在log(N)時間內(nèi)完成查找、插入和刪除操作。下面是Redis中實現(xiàn)的跳躍表的示意圖：
+----------------------------+
| level 3 |
+----------------------------+
| level 2 |
+----------------------------+
| level 1 |
+----------------------------+
| level 0 |
+----------------------------+
以上，我們講述了Redis源碼實現(xiàn)中一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方式，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是Redis實現(xiàn)高性能的基礎(chǔ)。如果你對Redis源碼實現(xiàn)中其他的算法和實現(xiàn)細(xì)節(jié)感興趣，可以繼續(xù)深入閱讀Redis的源碼，相信你一定會有所收獲。
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名稱欄目：Redis源碼實現(xiàn)長達(dá)五個千字符的長度（redis源碼多長）
URL網(wǎng)址：http://www.dlmjj.cn/article/cdhposo.html
