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實(shí)現(xiàn)Redis中hash底層實(shí)現(xiàn)原理淺析
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Redis是一個(gè)高性能的鍵值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中Hash是其中一種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在Redis中，Hash主要用來(lái)存儲(chǔ)一些具有結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如用戶信息、文章信息等。本文將對(duì)Redis中Hash底層實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行淺析。
Redis中Hash的實(shí)現(xiàn)原理
在Redis中，Hash底層的實(shí)現(xiàn)原理是使用了一個(gè)數(shù)組和一個(gè)鏈表。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)組存儲(chǔ)的是節(jié)點(diǎn)的指針，而鏈表則存儲(chǔ)的是鍵值對(duì)數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的好處在于，可以快速查找節(jié)點(diǎn)，并且可以容易地處理哈希沖突。
下面是 Redis 中 Hash 的結(jié)構(gòu)體定義：
“`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 表的結(jié)構(gòu)體，包含了 table、size、sizemask、used 屬性，分別對(duì)應(yīng)數(shù)組、數(shù)組大小、掩碼和使用元素?cái)?shù)量。其中，table 是長(zhǎng)度為 size 的數(shù)組，每個(gè)元素都是一個(gè)指向 dictEntry 的指針。dictEntry 是鍵值對(duì)，包含了 key、value、next 屬性，key 和 value 分別是鍵和值的指針，next 是指向下一個(gè)鍵值對(duì)的指針。這個(gè)鏈表解決了哈希沖突的問(wèn)題。size 和 sizemask 都是 2 的冪次方，sizemask = size - 1。
下面是 Redis 中 dict 的結(jié)構(gòu)體定義：
```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 中所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包含了 type、privdata、ht、rehashidx 和 iterators 屬性。其中，type 和 privdata 是 Redis 中實(shí)現(xiàn)多態(tài)的關(guān)鍵，在 Redis 中，所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都實(shí)現(xiàn)了 dictType 接口，privdata 則用于保存和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的私有數(shù)據(jù)。ht 屬性是一個(gè)數(shù)組，其中包含了兩個(gè) dictht 結(jié)構(gòu)體，一般情況下只使用 ht[0]，ht[1] 用于 rehash。rehashidx 用于記錄哈希表正在進(jìn)行 rehash 的位置，如果沒(méi)有正在進(jìn)行 rehash，則為 -1。iterators 則用來(lái)記錄當(dāng)前正在運(yùn)行的迭代器的數(shù)量。
Redis中Hash的哈希函數(shù)
Redis 中使用的哈希函數(shù)是 MurmurHash2，這是一種快速的哈希算法，可以快速地將任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 64 位哈希值。MurmurHash2 的實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，在 Redis 源碼中可以找到相關(guān)代碼。
MurmurHash2 實(shí)現(xiàn)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;
}
總結(jié)
本文主要介紹了 Redis 中 Hash 的底層實(shí)現(xiàn)原理，包括了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、哈希函數(shù)等方面。這種利用數(shù)組和鏈表實(shí)現(xiàn)的 Hash 表，在面對(duì)海量數(shù)據(jù)時(shí)能夠快速地查找和操作數(shù)據(jù)，具有很高的性能和強(qiáng)大的擴(kuò)展性。如果讀者對(duì)此還有疑問(wèn)或者想要深入了解 Redis 的原理，可以看一下 Redis 的源碼，里面包含了豐富的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，是了解 Redis 的最佳途徑。
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網(wǎng)站標(biāo)題：實(shí)現(xiàn)Redis中Hash底層實(shí)現(xiàn)原理淺析（redis的hash底層）
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