redis 源代码之数据结构(sds,链表的实现)

来源：互联网发布：新华网数据新闻编辑：程序博客网时间：2024/05/05 00:17

http://blog.csdn.net/lazybin/article/category/1255844

redis 源代码之数据结构(1)--链表的实现

Redis(Remote Dictionary Server)是一种内存Key/Value数据库。所有的Key/Value都是存放在内存中，如果内存不足，会将一些value swap到硬盘，但是Key始终都在内存中。Redis类似于Memcached。但是redis比memcached有更丰富的数据结构，还可以支持备份，数据持久化(snapshot和aof）。

具体的二者区别可以参考http://blog.csdn.net/gpcuster/article/details/5956555 。

下图是一张是从网上获取的关于redis内部的存储结构（不知道原作者是谁了)。

最近在阅读redis源代码，决定将自己的一些理解记下来，用于备份和检查。无奈技术水平很挫，如果有错误，还希望指正。代码版本是2.6.2，代码量比2.4.17大了很多。==！

[cpp] view plaincopy
 adlist.h 定义了一个双链表结构。  
typedef struct listNode {  
struct listNode *prev;  
struct listNode *next;  
void *value;  
} listNode;  

[cpp] view plaincopy
typedef struct listIter {  
listNode *next;  
int direction;  
} listIter;  

[cpp] view plaincopy
typedef struct list {  
listNode *head;  
listNode *tail;  
void *(*dup)(void *ptr); //用于节点value的copy  
void (*free)(void *ptr); //用于节点value的释放  
int (*match)(void *ptr, void *key); //节点value的比较  
unsigned long len; //链表的长度  
} list;  

adlist 提供的链表操作都是很常见的，节点value的内存分配和释放由用户负责。

list *listInsertNode(list *list, listNode *old_node, void *value, int after) ；//根据after是否为0来决定是在old_node节点之前（after == 0）还是之后（after ！= 0）

listNode *listIndex(list *list, long index)；//返回链表中下标为index的节点，0为head节点，1为head->next节点，以此类推。若index为负数，则从后向前，-1为tail节点，-2为
tail->prev 节点以此类推。

list 数据结构不是太难理解～下文将会分析sds数据结构(作者自定义的字符串）

redis 源代码之数据结构(2)--sds实现

1，sds（simple dynamic string）作为redis作者自己实现的字符串类型，是redis的基本数据类型。
[cpp] view plaincopy
typedef char sds;

struct sdshdr {
    int len;
    int free;
    char buf[];
};
可以看到 sds本质上是一个char指针，内部存储结构为一个header+char. len表示sds实际占用的空间大小， free表示sds尚未使用的空间。buf指向实际的字符串内容。
sizeof(struct sdshsr)在32位操作系统下面是8，redis作者没有用char buf，是不是觉得这样一个头部就可以节约4字节内存？char buf[]被gcc编译器理解为动态数组了，而且buf变量只能放在结构体最后位置。否则报错。
2，关于sds的操作
1）创建sds
sds.c有三个函数用于创建sds
[cpp] view plaincopy
sds sdsnewlen(const void init, size_t initlen);//主要的创建函数
sds sdsnew(const char init);//这个函数实际上调用的sdsnewlen，initlen问字符串init的大小（不包含最后的‘\0’）
sds sdsempty();//同调用sdsnewlen，只不过initlen为0
sdsnewlen的具体代码
[cpp] view plaincopy
sds sdsnewlen(const void init, size_t initlen) {
    struct sdshdr sh;

    if (init) {
        sh = zmalloc(sizeof(struct sdshdr)+initlen+1);  //一个sds真正的占用空间为头部大小+字符串长度
    } else {
        sh = zcalloc(sizeof(struct sdshdr)+initlen+1);
    }
    if (sh == NULL) return NULL;
    sh->len = initlen;                           //此处的len，没有把'\0‘计算在内
    sh->free = 0;
    if (initlen && init)
        memcpy(sh->buf, init, initlen);
    sh->buf[initlen] = '\0';
    return (char)sh->buf;    //返回的指针指向真正字符串内容，而不是返回头部指针，这样用户之需要关心真正的内容就行，不需要管理头部
}
如果这样调用
[cpp] view plaincopy
sds mysds = sdsnewlen("redis", 5);
那么内存结构图为

那么如何获取头部信息呢，比如说我想获取sds的长度（buf长度）
[cpp] view plaincopy
static inline size_t sdslen(const sds s) {
    struct sdshdr sh = (void)(s-(sizeof(struct sdshdr)));//往前偏移
    return sh->len;
}
用sds指针向前移动sizeof(struct sdshdr) 字节（就是减去）就可以指向头部了。从而获取sds的头部相关信息。

2）sds释放
[cpp] view plaincopy
void sdsfree(sds s) {
    if (s == NULL) return;
    zfree(s-sizeof(struct sdshdr));
}
利用redis作者封装的free函数释放掉所有的内存，当然包括头部。
3）sds其他操作这里就不再叙述，基本上常见的字符串的操作都可以找到。