实现Redis中hash底层实现原理浅析
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Redis是一个高性能的键值存储数据库,支持多种数据结构,其中Hash是其中一种常用的数据结构。在Redis中,Hash主要用来存储一些具有结构化的数据,比如用户信息、文章信息等。本文将对Redis中Hash底层实现原理进行浅析。
Redis中Hash的实现原理
在Redis中,Hash底层的实现原理是使用了一个数组和一个链表。具体来说,数组存储的是节点的指针,而链表则存储的是键值对数据。这种数据结构的好处在于,可以快速查找节点,并且可以容易地处理哈希冲突。
下面是 Redis 中 Hash 的结构体定义:
“`c
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; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
unsigned long iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;
dictht 是 Hash 表的结构体,包含了 table、size、sizemask、used 属性,分别对应数组、数组大小、掩码和使用元素数量。其中,table 是长度为 size 的数组,每个元素都是一个指向 dictEntry 的指针。dictEntry 是键值对,包含了 key、value、next 属性,key 和 value 分别是键和值的指针,next 是指向下一个键值对的指针。这个链表解决了哈希冲突的问题。size 和 sizemask 都是 2 的幂次方,sizemask = size - 1。
下面是 Redis 中 dict 的结构体定义:
```c
typedef struct dict {
dictType *type;
void *privdata;
dictht ht[2];
long rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
unsigned long iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;
dict 是 Redis 中所有数据结构的基础结构,包含了 type、privdata、ht、rehashidx 和 iterators 属性。其中,type 和 privdata 是 Redis 中实现多态的关键,在 Redis 中,所有数据结构都实现了 dictType 接口,privdata 则用于保存和数据结构相关的私有数据。ht 属性是一个数组,其中包含了两个 dictht 结构体,一般情况下只使用 ht[0],ht[1] 用于 rehash。rehashidx 用于记录哈希表正在进行 rehash 的位置,如果没有正在进行 rehash,则为 -1。iterators 则用来记录当前正在运行的迭代器的数量。
Redis中Hash的哈希函数
Redis 中使用的哈希函数是 MurmurHash2,这是一种快速的哈希算法,可以快速地将任意长度的数据转换为 64 位哈希值。MurmurHash2 的实现方法很简单,在 Redis 源码中可以找到相关代码。
MurmurHash2 实现方法:
“`c
uint64_t MurmurHash64A ( const void * key, int len, unsigned int seed ) {
const uint64_t m = UINT64_C(0xc6a4a7935bd1e995);
const uint r = 47;
uint64_t h = seed ^ (len * m);
const uint64_t * data = (const uint64_t *)key;
const uint64_t * end = data + (len/8);
while(data != end) {
uint64_t k = *data++;
k *= m;
k ^= k >> r;
k *= m;
h ^= k;
h *= m;
}
const unsigned char * data2 = (const unsigned char*)data;
switch(len & 7) {
case 7: h ^= ((uint64_t)data2[6])
case 6: h ^= ((uint64_t)data2[5])
case 5: h ^= ((uint64_t)data2[4])
case 4: h ^= ((uint64_t)data2[3])
case 3: h ^= ((uint64_t)data2[2])
case 2: h ^= ((uint64_t)data2[1])
case 1: h ^= ((uint64_t)data2[0]);
h *= m;
};
h ^= h >> r;
h *= m;
h ^= h >> r;
return h;
}
总结
本文主要介绍了 Redis 中 Hash 的底层实现原理,包括了数据结构、哈希函数等方面。这种利用数组和链表实现的 Hash 表,在面对海量数据时能够快速地查找和操作数据,具有很高的性能和强大的扩展性。如果读者对此还有疑问或者想要深入了解 Redis 的原理,可以看一下 Redis 的源码,里面包含了丰富的实现细节,是了解 Redis 的最佳途径。
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