佘小宝的爹 发表于 2016-12-19 10:34:13

redis中的hash实现

典型的数据结构

[*]hashtable的一个封装


typedef struct dict {
dictType *type; //函数集合
void *privdata;
dictht ht; //真正的hashtable,有两个的原因是在扩容以及rehash的时候使用
int rehashidx; //是否处于rehash状态,-1是不属于
int iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;



[*]真正的hashtable


typedef struct dictht {
dictEntry **table; // slot数组指针,slot中存放元素
unsigned long size; //元素容量(实际就是hash中 slot的个数)
unsigned long sizemask;(实际就是元素hash取模的基数(size-1))
unsigned long used; //已经存储的元素个数
} dictht;



[*]hashtable绑定的函数


typedef struct dictType {
unsigned int (*hashFunction)(const void *key);
void *(*keyDup)(void *privdata, const void *key);
void *(*valDup)(void *privdata, const void *obj);
int (*keyCompare)(void *privdata, const void *key1, const void *key2);
void (*keyDestructor)(void *privdata, void *key);
void (*valDestructor)(void *privdata, void *obj);
} dictType;



[*]元素(链表结构,包含key和value以及下个元素的指针)


typedef struct dictEntry {
void *key;
void *val;
struct dictEntry *next;
} dictEntry;


见图
http://files.note.sdo.com/CQ4G7~jJo1R9nM1LA00Ezm
典型场景

[*]创建 (dict.c:dictCreate)

[*]分配内存
[*]设置绑定函数(dict->type)



[*]添加(dict:dictAdd)

[*]如果此时处于rehash状态,那么执行rehash(通常一步,下面会讲)
[*]通过dict:_dictKeyIndex返回slot索引(如果处于rehash状态,也会去遍历ht),如果key存在则返回-1

[*]此时会通过(dict:_dictExpandIfNeeded)来看是否有必要扩容,下面会重点谈

[*]仍然检查是否rehash状态,如果不是则将选择ht作为插入的table,否则选择ht
[*]上面的步骤已经确定插入哪个table以及哪个slot,此时开始给entry分配内存
[*]将新entry插入到链表的表头

[*]查找(dict.c:dictFind)

[*]如果ht为空,则返回null
[*]如果此时处于rehash状态,那么执行rehash(通常一步)
[*]计算key的hash值
[*]根据hash值确定slot(默认去找ht的slot)
[*]遍历slot链表去查找相应的key
[*]在ht中找不到key,如果此时处于rehash状态,那么再去查找ht



[*]扩容的整体过程

[*]扩容(dict:_dictExpandIfNeeded)

[*]如果此时处于rehash状态,返回
[*]如果ht为空,则扩展到初始尺寸(#define DICT_HT_INITIAL_SIZE   4)(slot数目为size-1)
[*]如果【ht的元素个数超过初始尺寸】 && (【允许扩容(默认允许)】 || 【使用比例(容纳的元素个数/初始尺寸)大于阀值(5)】),开始扩容,初始尺寸扩大为原来的2倍

[*]此时仅仅是设置rehash标识(见dict属性rehashidx),并不迁移数据
[*]rehashidx为-1表示不处于rehash状态,当处于rehash状态(rehashidx>-1)时rehashidx表示ht待处理的slot索引(开始时是0)
[*]另外在事件循环中,每次处理时间函数时调用redis.c:serverCron->redis.c:tryResizeHashTables看是否需要扩容,扩容的标准是used>10*size

[*]在添加(dict:dictAdd)过程中会触发扩容操作

[*]rehash( dict:dictRehash)

[*]有了上面这个rehash标识,就可以进行rehash(迁移数据)
[*]迁移数据是指从ht-->ht
[*]迁移数据也并不是一次就全部完成,默认情况每次迁移一个或者一部分slot

[*]在访问过程中是一次迁移一个slot
[*]在事件循环中,每次处理时间函数是调用redis.c:serverCron->redis.c:incrementallyRehash来继续rehash,最多迁移100个slot,如果超过1ms,就停止迁移

[*]等ht全部迁移到ht,就切换ht到ht
[*]在添加(dict:dictAdd)、查找(dict.c:dictFind)过程中都会触发entry迁移


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