Redis（一）字典

　　Redis 的字典相当于 Java 的 HashMap.

一、Redis 字典的实现

　　Redis 的字典底层是哈希表实现。

1.1、哈希表

　　Redis 字典的哈希表结构定义

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;

　　table : table属性是一个数组，数组中的每个元素都指向一个dictEntry结构的指针，每个dictEntry结构保存着一个键值对。

　　size : size属性记录了哈希表的大小，即table数组的大小，而used属性则记录了哈希表目前已有键值对的数量。

　　sizemask : 用于计算索引值，sizemask属性的值总是等于size-1，这个属性和哈希值一起决定一个键应该被放到table数组的哪个索引上。

下图为一个长度为 4 的字典

1.2 哈希表节点

　　哈希表节点使用dictEntry结构表示，每个dictEntry结构都保存一个键值对：

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;

　　Key : key属性保持着键值对中的键，

　　V : v属性则保存着键值对中的值，其中键值对中的值可以是一个指针，或者是一个整数。　

　　next : next属性是指向另一个哈希表节点的指针，这个指针可以将多个哈希值相同的键值对连接在一起，来解决键冲突问题（以链表的方式解决冲突问题）。　

如下图表示一个完成的哈希表：

1.3 字典

　　Redis中的字典结构如下：

typedef struct dict {

    // 类型特定函数
    dictType *type;

    // 私有数据
    void *privdata;

    // 哈希表
    dictht ht[2];

    // rehash 索引
    // 当 rehash 不在进行时，值为 -1
    int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */

} dict;

　　type属性和 privdata属性是针对不同类型的键值对，而创建多态字典而设置的：

　　type ：是一个指向dictType结构的指针，每个dictType结构保存了一组用于操作特定类型键值对的函数，Redis会为用途不同的字典设置不同类型的特定函数。

　　privadata ： 保存了需要传给那些类型特定函数的可选参数。

　　ht : 是一个包含了两个项的数组，数组中每个项都是一个dictht哈希表，一般情况下，字典只使用ht[0]哈希表，而ht[1]哈希表只对ht[0]哈希表进行rehash时使用。

　　rehashidx : 积累了rehash目前的进度，如果没有进行rehash，则它的值为-1

一个普通状态下的字典结构：

二、Redis 哈希算法

　　将一个新的键值对添加到字典里面的时候，程序需要先根据键值对上面的键来计算出哈希值和索引值，然后再根据索引值，将包含新键值对的哈希表节点放到哈希数组的指定索引上面。

　　Redis计算哈希值和索引值的方法如下：

# 使用字典设置的哈希函数，计算键 key 的哈希值
hash = dict->type->hashFunction(key);

# 使用哈希表的 sizemask 属性和哈希值，计算出索引值
# 根据情况不同， ht[x] 可以是 ht[0] 或者 ht[1]
index = hash & dict->ht[x].sizemask;

　　下面举例说明一个完整的添加键值对<k0, v0>过程：

　　1、首先程序会先使用语句hash = dict->type->hashFunction(k0);计算的处k0的哈希值。

　　　　Redis使用 MurmurHash2 算法来计算键的哈希值。

　　2、假设计算出的哈希值为8，则程序继续index = hash & dict->ht[0].sizemask = 8 & 3 = 0;计算得到k0的索引值为0，这表示包含这个键值对的节点应该放置到哈希表数组的索引0位置上。