redis中的字符串使用“简单动态字符串”(SDS)表示,无论是字符串值还是键底层都采用“简单动态字符串”。
为了减少内存重新分配次数,SDS做出了以下优化:
链表是Redis列表键实现之一,也是很多其他功能实现的基础,链表节点定义如下:
链表的完整结构体定义如下
字典将键和值进行关联,当哈希键中的键值对数量比较多,或者键值对中的元素比较大的时候,采用字典作为底层实现。字节的数据结构如下
哈希表结构dict中,table属性是一个数组,每个元素都是指向dictEntry结构的指针,size属性记录了哈希表的大小,sizemask属性的值总是等于size-1,而used属性则记录了哈希表目前已有节点(键值对)的数量。
字典结构dictType中有两个哈希表ht[0]和ht[1],ht[l]哈希表只会在对 ht[0]哈希表进行rehash时使用,rehashidx它记录了rehash目前的进度。type属性是一个指向dictType结构的指针,dictType结构保存了一簇用于操作特定类型键值对的函数,例如计算哈希值、复制键、复制值、对比键、销毁键和销毁值的函数。而privdata属性则保存了需要传给那些类型特定函数的可选参数。
为了让哈希表的负载因子维持在一个合理的范围之内,当哈希表保存的键值对数量太多或者太少时,程序需要对哈希表的大小进行相应的扩展或者收缩。
字典采用渐进式rehash,好处在千它采取分而治之的方式,将 rehash键值对所需的计算工作均摊到对字典的每个添加、删除、查找和更新操作上。
跳跃表可以用于有序集合键的底层实现,数据结构如下
zskiplist结构包含以下属性:
zskiplistNode 结构,该结构包含以下属性:
当一个集合只包含整数值元素,并且这个集合的元素数董不多时, Redis 就会使用整数集合作为集合键的底层实现。
contents数组是整数集合的底层数据存放位置,各个项在数组中按值的大小从小到大有序地排列,并且数组中不包含任何重复项。length属性记录了整数集合包含的元素数量,encoding属性决定了整数类型(INTSET_ENC_INT16/INTSET_ENC_INT32/INTSET_ENC_INT64)。新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要长时,整数集合需要先进行升级。
如果列表键或者哈希键包含的元素比较少,那么会采用压缩列表作为底层实现。
entryX的数据结构如下
节点的previous_entry_length记录了压缩列表中前一个节 点的长度,节点的encoding属性记录了节点的content属性所保存数据的类型以及长度,节点的content属性负责保存节点的值。
Redis对象的结构体定义如下
而对象具体使用的数据结构可以用OBJECT ENCODING命令获取。
不同类型的对象的编码选择规则如下:
当列表对象可以同时满足以下两个条件时,列表对象使用ziplist编码:
不能满足这两个条件的列表对象需要使用 linkedlist 编码。
当哈希对象可以同时满足以下两个条件时,哈希对象使用 ziplist 编码:
不能满足这两个条件的哈希对象需要使用 hash able 编码。
当集合对象可以同时满足以下两个条件时,对象使用 intset 编码: 集合对象保存的所有元素都是整数值;
不能满足这两个条件的集合对象需要使用 hash table 编码。
当有序集合对象可以同时满足以下两个条件时,对象使用ziplist编码:
不能满足以上两个条件的有序集合对象将使用skiplist编码。
有序集合对象在维护skiplist的同时,使用了dict,使得能够快速完成成员查询。