Redis 源码解析 - Redis 字典与迭代器

Redis 字典（Dictionary）是其核心数据结构之一，它以高效的方式存储键值对，支撑着Redis的数据库、哈希、集合、有序集合等多种高级数据结构的底层实现。字典主要通过两个哈希表（dictht）实现，允许在执行操作时进行扩容和再哈希，以应对键值对数量的增长。每个哈希表由数组（buckets）组成，数组中的每个元素都是指向dictEntry结构的指针，dictEntry中包含了键和值的指针，以及指向下一个哈希冲突节点的指针（形成链表）。

字典的实现细节

• 哈希表（dictht）：Redis 字典使用两个哈希表，一个作为活跃表（active），另一个作为备用表（rehashing），在需要扩容或缩容时，通过渐进式rehash减少阻塞时间。
• 哈希冲突解决：采用开链法处理冲突，即在哈希值相同的bucket中，使用链表链接多个dictEntry。
• 字典操作：包括但不限于插入（dictAdd）、查找（dictFind）、删除（dictDelete）等，这些操作都会考虑是否正在rehash，并相应地更新两个哈希表。
• 内存管理：Redis 使用自己的内存管理策略，如zmalloc等函数分配和管理字典及其内部元素所需的内存。

迭代器（Iterator）

Redis 提供了迭代器来遍历字典中的键值对，这对于备份、复制、持久化以及其他需要遍历数据的场景至关重要。迭代器的实现保证了即使在遍历过程中字典被修改（如rehash操作），也能正确无误地遍历所有元素。

• 迭代器接口：通过dictIterator结构和相关函数（如dictGetIterator创建迭代器，dictNext移动到下一个元素）提供迭代功能。
• 安全遍历：迭代器在rehash过程中能够正确工作，通常通过维护当前遍历的哈希表指针和索引来确保，即使字典的结构发生变化，也能安全地继续遍历。

源码分析

在Redis源码中，字典的定义和接口主要位于dict.h文件，而具体实现则在dict.c中。想要深入理解字典及迭代器的实现，可以关注以下几个关键点：

• dict.h中dict结构定义和相关操作函数原型。
• dict.c中具体的操作函数实现，包括rehash逻辑和迭代器的实现细节。
• SDS和链表等其他数据结构的使用，因为它们经常作为字典中键值的存储形式。

通过阅读这些源码文件，可以了解到如何高效地插入、查找、删除键值对，以及在字典结构变化时如何维护迭代器的正确性。