1.简单动态字符串
每个sds.h/sdshdr结构表示一个SDS值,Redis是C语言写的。
与C字符串的区别:
常数复杂度获取字符串长度
杜绝缓冲区溢出
C字符串不记录长度,如果两个C字符串前后紧挨在一起,这时候扩展前字符串时,后字符串就会被覆盖。
- 减少修改字符串时内存重分配的次数
结构体的free,就是处理分配的空间大小,如果你要扩展的话,可以探索是否有足够空间,够的话直接修改free,不够再重分配,缩短一定不用重分配了,直接缩短就行了。
二进制安全
兼容部分C字符串函数
2.链表
链表广泛运用与Redis的各个功能,例如:列表键、发布与订阅、慢查询、监视器等。
3.字典
(1) 结构体
字典所使用的的哈希表结构:
我们存进去的hash键值对是哈希表的节点
字典的结构体:
整个关系是:字典>哈希表>键值对
(2)存入过程
先计算键值对的哈希值,根据哈希值模哈希表的节点数,得出键值对存入哪个节点中。解决哈希冲突的方法是拉链法
当键值对越来越多的时候,为了维持负载因子在一定量,会进行rehash操作。rehash过程采用的是渐进式rehash
4.跳跃表
一种有序数据结构,它通过在每个节点中维持多个指向其他结点的指针,从而达到快速访问节点的目的。
跳跃表支持平均Ologn,最坏On复杂度的查找复杂度,跳表实现比平衡二叉树简单。
跳表只在有序集合键使用到了
(1)跳表的实现
跳表用了两个结构体定义,相对复杂的是节点的结构体定义。
跳跃表节点
每个节点都有一个数组,我们称作层,每一层都可以直接指向其他节点,只要层越多,访问节点速度越快。
每层都有一个前进指针,还有个跨度,前进指针用来指向下一个节点,跨度记录前进指针跨了几个节点。
5.整数集合
数据结构如图:
整数集合是个集合,所以不会有重复值,只存放整数int8、int32、int64;
整数集合底层实现是个数组contents,而且排好序的
contents的类型不是int8,真正的类型是由encoding的值决定的。
升级与降级
升级过程:
1)根据新元素的类型,扩展数组底层的空间大小,并为新元素分配空间;
2)将底层数组的所有元素换成对应的类型,并保证有序性的情况下放在正确的位置上;
3)将新元素放入底层数组中;
升级的好处:
提升灵活性
节约内存
降级:整数集合不支持降级操作,一旦升级就不会降级。
6.压缩列表
压缩列表是列表键与哈希键的底层实现之一;
压缩列表的结构包括:zlbytes、zltail、zllen、entrys;其中entrys是个列表,zlbyte表示整个压缩列表的大小,zltail是从压缩列表首地址到最后一个entry的地址偏移量;
-
entry由previous_entry_length、encoding、content组成,其中:
- previous_entry_length保存上一个entry的长度,大小有1字节或者5字节,可用这个值来计算上一个节点的首地址
encoding记录了content的类型以及长度
连锁更新:我们往一个压缩列表的首节点插入一个大于254字节的节点,这时,后面的那个节点的previous_entry_length就要从1字节编程5字节,这时就需要重分配内存,而重分配后,该节点后一个结点的previous_entry_length也要从1字节变成5字节,会导致连锁更新。