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資料庫查詢key在記憶體中的位置的方法

資料庫查詢key在記憶體中的位置的方法

  一、預先需要了解的知識

  1、redis 中的每一個數據庫,都由一個 redisDb 的結構儲存。其中,redisDb.id 儲存著 redis 資料庫以整數表示的號碼。redisDb.dict 儲存著該庫所有的鍵值對資料。redisDb.expires 儲存著每一個鍵的過期時間。

  2、當redis 伺服器初始化時,會預先分配 16 個數據庫(該數量可以透過配置檔案配置),所有資料庫儲存到結構 redisServer 的一個成員 redisServer.db 陣列中。當我們選擇資料庫 select number 時,程式直接透過 redisServer.db[number] 來切換資料庫。有時候當程式需要知道自己是在哪個資料庫時,直接讀取 redisDb.id 即可。

  3、既然我們知道一個數據庫的所有鍵值都儲存在redisDb.dict中,那麼我們要知道如果找到key的位置,就有必要了解一下dict 的結構了:

  複製程式碼 程式碼如下:typedef struct dict {

  // 特定於型別的處理函式

  dictType *type;

  // 型別處理函式的私有資料

  void *privdata;

  // 雜湊表(2個)

  dictht ht[2];

  // 記錄 rehash 進度的標誌,值為-1 表示 rehash 未進行

  int rehashidx;

  // 當前正在運作的安全迭代器數量

  int iterators;

  } dict;

  由上述的結構可以看出,redis 的字典使用雜湊表作為其底層實現。dict 型別使用的兩個指向雜湊表的指標,其中 0 號雜湊表(ht[0])主要用於儲存資料庫的所有鍵值,而1號雜湊表主要用於程式對 0 號雜湊表進行 rehash 時使用,rehash 一般是在新增新值時會觸發,這裡不做過多的贅述。所以redis 中查詢一個key,其實就是對進行該dict 結構中的 ht[0] 進行查詢操作。

  4、既然是雜湊,那麼我們知道就會有雜湊碰撞,那麼當多個鍵雜湊之後為同一個值怎麼辦呢?redis採取連結串列的方式來儲存多個雜湊碰撞的鍵。也就是說,當根據key的雜湊值找到該列表後,如果列表的`長度大於1,那麼我們需要遍歷該連結串列來找到我們所查詢的key。當然,一般情況下連結串列長度都為是1,所以時間複雜度可看作o(1)。

  二、當redis 拿到一個key 時,如果找到該key的位置。

  瞭解了上述知識之後,我們就可以來分析redis如果在記憶體找到一個key了。

  1、當拿到一個key後, redis 先判斷當前庫的0號雜湊表是否為空,即:if (dict->ht[0].size == 0)。如果為true直接返回NULL。

  2、判斷該0號雜湊表是否需要rehash,因為如果在進行rehash,那麼兩個表中者有可能儲存該key。如果正在進行rehash,將呼叫一次_dictRehashStep方法,_dictRehashStep 用於對資料庫字典、以及雜湊鍵的字典進行被動 rehash,這裡不作贅述。

  3、計算雜湊表,根據當前字典與key進行雜湊值的計算。

  4、根據雜湊值與當前字典計算雜湊表的索引值。

  5、根據索引值在雜湊表中取出連結串列,遍歷該連結串列找到key的位置。一般情況,該連結串列長度為1。

  6、當 ht[0] 查詢完了之後,再進行了次rehash判斷,如果未在rehashing,則直接結束,否則對ht[1]重複345步驟。

  到此我們就找到了key在記憶體的中位置了。

  

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