1.sds(simple dynamic string)简单动态字符串
12345 | struct sdshdr { int len; //buf中已占用空间的长度 int free; //buf中剩余可用空间的长度 char buf[]; //初始化sds分配的数据空间，而且是柔性数组（Flexible array member）} |
定义：
- sds.h定义了字符串的已使用的长度，剩余空间，已经初始化分配的空间大小
- sds.c定义了内存申请、回收策略
- 预分配策略，字符串修改后。如果表头len小于1M，则扩容len相同的空间。free和len大小相同。否则扩容固定大小为1M的空间。
- 回收策略，惰性空间释放，当要缩短字符串时并不是立即释放全部空间，而是修改头文档len的长度，待之后使用。
优点：
- 时间复杂度为O(1)
- 因为表头存放字符串len，可以根据长度直接获取整个字符串
- 杜绝缓冲区溢出
- C语言中使用strcat进行字符串拼接，如果没分配足够的空间就会导致缓冲区溢出。Redis会先判断len长度，自动扩容满足空间需要。
- 兼容C部分函数
- 使用字符串/0结尾与C语言相同
- 二进制安全性
- 支持存放图片，视频二进制文档。传统字符串当遇到/0就结束了，所以不能存放图片视频二进制文档
2.链表
12345678 | typedef struct listNode{ //前置节点 struct listNode *prev; //后置节点 struct listNode *next; //节点的值 void *value; }listNode |
根据listNode定义了一个双端链表
1234567891011121314 | typedef struct list{ //表头节点 listNode *head; //表尾节点 listNode *tail; //链表所包含的节点数量 unsigned long len; //节点值复制函数 void (*free) (void *ptr); //节点值释放函数 void (*free) (void *ptr); //节点值对比函数 int (*match) (void *ptr,void *key);}list; |
特点：
- 双端
- 无环
- len记录了链表长度，获取长度O(1)
- ListNode中void类型可以存放不同类型的值
3.字典
12345678910111213 | typedef struct dictEntry{ //键 void *key; //值 union{ void *val; uint64_tu64; int64_ts64; }v; //指向下一个哈希表节点，形成链表 struct dictEntry *next;}dictEntry |
头文档中定义了字典的大小和使用情况
123456789101112 | typedef struct dictht{ //哈希表数组 dictEntry **table; 大专栏 redis六种基本数据结构//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 |
特点：
哈希算法
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#1、使用字典设置的哈希函数，计算键 key 的哈希值hash = dict->type->hashFunction(key);#2、使用哈希表的sizemask属性和第一步得到的哈希值，计算索引值index = hash & dict->ht[x].sizemask;
使用链表法解决hash冲突
扩容和缩容
- 扩容会增加一倍空间，缩容会根据已使用空间缩小一倍，两者都会创建新的哈希表。
触发扩容条件
- 当没有执行BGSAVE或BGREWRITEAOF命令，且负载因子大于等于1
- 当正在执行BGSAVE或BGREWRITEAOF命令，且负载因子大于等于5
- 负载因子 = 哈希表已使用空间/哈希表大小
渐进式rehash
- 哈希表扩容和缩容并不会一次性将数据导入新的哈希表，而是分多次迁移，保证哈希表的可用性。读取时先查老的哈希表再查新的哈希表，插入一定是插入新的哈希表。
4.跳跃表skiplist
1234567891011121314151617 | typedef struct zskiplistNode { //层 struct zskiplistLevel{ //前进指针 struct zskiplistNode *forward; //跨度 unsigned int span; }level[]; //后退指针 struct zskiplistNode *backward; //分值 double score; //成员对象 robj *obj; } zskiplistNode |
多个节点构成跳跃表
123456789 | typedef struct zskiplist{ //表头节点和表尾节点 structz skiplistNode *header, *tail; //表中节点的数量 unsigned long length; //表中层数最大的节点的层数 int level; }zskiplist; |
特点：
- 由多层结构组成
- 每层都是有序的
- 上层节点有下层节点的指针，
只对应一个，这个是b+Tree有所不同 - 底层包含所有的数据
5.整数集合
用来保存整数集合，可以存放uint16,uint32,uint64类型,可以保证不会重复
123456789 | typedef struct intset{ //编码方式 uint32_t encoding; //集合包含的元素数量 uint32_t length; //保存元素的数组 int8_t contents[]; }intset; |
6.压缩列表(ziplist)
特点：
- 压缩列表并不是对数据做了
压缩，而是在像数组一样在连续的内存空间存放数据。 - 数组必须要每个数据大小都相同,按最大长度的数据作为元素大小。压缩列表可以存放不同大小的数据并且不浪费空间，还有个好处是可以存放不同类型的数据。
