基于Redis源码学习基础软件开发-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_39227541/article/details/129684152

本文深入探讨Redis中的数据结构，包括SDS的内存优化，哈希表的扩容与Rehash机制，C语言的二级指针应用，以及Zset的有序集合实现，特别关注了跳跃表（skiplist）的查找逻辑和ziplist到listpack的转换过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

文章目录

前情提要
SDS数据结构学习
hash表学习
- - C语言的二级指针用法
Rehash过程学习
Zset有序set结构
- skiplist寻找元素的逻辑
- 跳表节点指针层级--随机生成
ziplist-->listpack结构转换

前情提要

deps目录（redis依赖的第三方、一些客户端的redis演进发展代码和Lua的脚本源码），src目录（功能模块源码），tests目录（功能测试代码），utils目录（Redis系统的一些辅助功能模块）。本博客主要学习src目录结构下的知识，可能涉及学习的知识包括：C语言、网络编程、数据结构算法等【学习jksj】，捡有用的学习。

SDS数据结构学习

为了节省内存空间，学会使用attribute(packed)结构的数据封装方式。
在这里插入图片描述
【sds结构：数据实际长度，分配的内存空间，SDS数据类型，实际数据存放的字符数组位置】

在这里插入图片描述

hash表学习

hash表的定义和hash链表节点的定义 (注意结构体中的union使用进行节省内存的小技巧)

在这里插入图片描述

注意：新版本的Redis不再定义单独的表结构
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C语言的二级指针用法

在这里插入图片描述

Rehash过程学习

字典结构实际上有两张hash表之间的扩容与拷贝（总是从表0扩容到表1，并同时进行拷贝操作，最后再释放相应的表1）
在这里插入图片描述

下面这段扩容的逻辑值得好好品味一下（包括检查相应的backet是否为空，进行相应的backet的扩容位置序号的增加，以及相应两张表的承载键值对数量的增减，以及相应的表0与表1之间的互换操作）

/* Performs N steps of incremental rehashing. Returns 1 if there are still
 * keys to move from the old to the new hash table, otherwise 0 is returned.
 *
 * Note that a rehashing step consists in moving a bucket (that may have more
 * than one key as we use chaining) from the old to the new hash table, however
 * since part of the hash table may be composed of empty spaces, it is not
 * guaranteed that this function will rehash even a single bucket, since it
 * will visit at max N*10 empty buckets in total, otherwise the amount of
 * work it does would be unbound and the function may block for a long time. */
int dictRehash(dict *d, int n) {
    int empty_visits = n*10; /* Max number of empty buckets to visit. */
    if (!dictIsRehashing(d)) return 0;

    while(n-- && d->ht_used[0] != 0) {
        dictEntry *de, *nextde;

        /* Note that rehashidx can't overflow as we are sure there are more
         * elements because ht[0].used != 0 */
        assert(DICTHT_SIZE(d->ht_size_exp[0]) > (unsigned long)d->rehashidx);
        while(d->ht_table[0][d->rehashidx] == NULL) {
            d->rehashidx++;
            if (--empty_visits == 0) return 1;
        }
        de = d->ht_table[0][d->rehashidx];
        /* Move all the keys in this bucket from the old to the new hash HT */
        while(de) {
            uint64_t h;

            nextde = de->next;
            /* Get the index in the new hash table */
            h = dictHashKey(d, de->key) & DICTHT_SIZE_MASK(d->ht_size_exp[1]);
            de->next = d->ht_table[1][h];
            d->ht_table[1][h] = de;
            d->ht_used[0]--;
            d->ht_used[1]++;
            de = nextde;
        }
        d->ht_table[0][d->rehashidx] = NULL;
        d->rehashidx++;
    }

    /* Check if we already rehashed the whole table... */
    if (d->ht_used[0] == 0) {
        zfree(d->ht_table[0]);
        /* Copy the new ht onto the old one */
        d->ht_table[0] = d->ht_table[1];
        d->ht_used[0] = d->ht_used[1];
        d->ht_size_exp[0] = d->ht_size_exp[1];
        _dictReset(d, 1);
        d->rehashidx = -1;
        return 0;
    }

    /* More to rehash... */
    return 1;
}