redis数据结构的底层实现（redis数据结构底层原理）

简介：

Redis作为一款高性能内存数据库，拥有非常丰富的数据结构，包括字符串、哈希表、列表、集合、有序集合等。本文将介绍Redis数据结构的底层实现。

一、字符串

Redis中的字符串是一种简单的键值对数据结构，其底层实现是通过一个包含了头部信息的结构体来实现的。其中，头部信息包括字符串的长度、引用计数和标识符。具体实现的代码如下：

typedef struct sdshdr {

int len;

int free;

char buf[];

}sdshdr;

其中，len表示字符串的长度，free表示字符串未分配内存的长度，buf是字符串的实际内容。

二、哈希表

Redis中的哈希表底层采用了动态调整尺寸的哈希表实现。哈希表中的每个元素被封装成一个键值对，其中键和值都是字符串类型，通过哈希函数计算出键的哈希值后，存储到哈希表中。具体实现代码如下：

typedef struct dictht {

dictEntry **table;

unsigned long size;

unsigned long sizemask;

unsigned long used;

}dictht;

其中，table是指向哈希表中元素的指针数组，size表示哈希表的大小，sizemask为size减1的结果，用于实现哈希函数，used表示哈希表已经使用的元素数量。

三、列表

Redis中的列表底层实现采用了双端链表实现，每个节点都包含了前后指针和值。具体实现代码如下：

typedef struct listNode {

struct listNode *prev;

struct listNode *next;

void *value;

}listNode;

typedef struct list {

listNode *head;

listNode *tail;

void *(*dup)(void *ptr);

void (*free)(void *ptr);

int (*match)(void *ptr, void *key);

unsigned long len;

}list;

其中，head和tail分别指向双端链表的头和尾，dup、free和match分别是链表复制、释放和比较函数，len表示链表的元素数量。

四、集合

Redis中的集合底层实现采用了哈希表实现，内部通过哈希函数实现元素的快速查找。集合中的每个元素都是一个字符串，内部被封装成一个键值对。具体实现代码如下：

typedef struct dict {

dictType *type;

void *privdata;

dictht ht[2];

int rehashidx;

int iterators;

}dict;

其中，ht表示哈希表数组，rehashidx为当前正在进行rehash的哈希表的序号。

五、有序集合

Redis中的有序集合底层采用了跳跃表实现，每个元素都包含了score和value两个字段，其中score表示排名，value表示元素值。具体实现代码如下：

typedef struct zskiplistNode {

sds ele;

double score;

struct zskiplistNode *backward;

struct zskiplistLevel {

struct zskiplistNode *forward;

unsigned int span;

}level[];

}zskiplistNode;

typedef struct zskiplist {

struct zskiplistNode *header;

struct zskiplistNode *tail;

unsigned long length;

int level;

}zskiplist;

其中，header指向跳跃表头节点，tail指向表尾节点，length为跳跃表中元素数量，level为跳跃表的级别。

总结：

Redis底层数据结构的实现采用了一系列高效的数据结构，包括字符串、哈希表、双端链表、哈希集合和跳跃表。这些数据结构的组合，使得Redis具备了极高的性能和可靠性，为开发者提供了一个非常便捷的存储和查询数据的工具。